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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−100548(P2001−100548A)
公開日 平成13年4月13日(2001.4.13)
出願番号 特願平11−278765
出願日 平成11年9月30日(1999.9.30)
代理人 【識別番号】100084135
【弁理士】
【氏名又は名称】本庄 武男
【テーマコード(参考)】
2H032
【Fターム(参考)】
2H032 BA13 BA23 BA28 CA02 CA12 
発明者 渡邉 剛史 / 佐武 健一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 像担持体と転写手段との間の転写部に転写シートを通しつつ上記転写手段に電界を発生させることによって上記像担持体上のトナー像を上記転写シートに転写する画像形成装置において,上記転写シートの厚みを検出する検出手段と,上記検出手段からの検出信号に基づいて,上記転写手段に発生させる電界を制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】 上記検出手段が,互いに近接若しくは当接する一対のローラのうちの少なくとも一方のローラの表面に圧電素子層が形成され,上記一対のローラの間に上記転写シートを通過させてその時の上記圧電素子層の歪みに応じた信号を出力するように構成されてなる請求項1記載の画像形成装置。
【請求項3】 上記検出手段が上記転写部よりも上流側に設けられてなる請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】 上記転写手段が,上記像担持体としての感光体ドラムに接触した状態で設置される接触転写ローラであり,上記検出手段を構成する一対のローラが上記感光体ドラムと上記接触転写ローラとにより構成されると共に,上記接触転写ローラの表面に上記圧電素子層が設けられてなる請求項2記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,像担持体と転写手段との間の転写部に転写シートを通しつつ上記転写手段に電界を発生させることによって上記像担持体上のトナー像を上記転写シートに転写する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機,プリンタ,ファクシミリ等の画像形成装置においては,感光体ドラムとそれに近接若しくは当接して設けられた転写手段(例えば転写ローラ)との間に転写シートを通しつつ,上記転写手段にトナーと逆極性の転写バイアスを印加することによって上記感光体ドラム上に形成されたトナー像を上記転写シートに転写するようにしたものが一般的である。また,上記転写手段に印加される転写バイアスは,通常,定電圧制御或いは定電流制御により制御され,予め標準的な転写シートにおいて転写効率が最適になるように設定された所定の設定電圧値或いは設定電流値に維持される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで,上記定電圧制御における設定電圧値や定電流制御における設定電流値の最適値(転写効率が最適になる値)は,例えば転写シートの厚みが変化して抵抗値が変化することによって変化する。従って,従来のように予め設定された1つの電圧値或いは電流値に基づいて定電圧制御或いは定電流制御を行うと,転写シートの厚みが変化すればそれに応じて転写効率が変化し,例えば厚紙や薄紙に転写する際に転写不良が発生してしまうという問題点があった。また,感光体ドラムに接触する接触転写ローラを用いている場合,転写シートの厚みの変化や,公差による転写ローラ径の周方向の差により,感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅が変わるが,定電流制御ではニップ幅の変化によって電流密度が変化する。従って,従来のように予め設定された1つの電流値に基づいて定電流制御を行うと,転写シートの厚みや周方向の転写ローラ径が変化すればそれに応じて転写効率が変化し,転写不良が発生してしまうという問題点があった。本発明は,上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,第1に,転写シートの厚みが変化したとしても常に良好な転写を行うことが可能な画像形成装置を提供することであり,第2に,接触転写ローラを用いた場合に感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅が変化したとしても常に良好な転写を行うことが可能な画像形成装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために,本発明は,像担持体と転写手段との間の転写部に転写シートを通しつつ上記転写手段に電界を発生させることによって上記像担持体上のトナー像を上記転写シートに転写する画像形成装置において,上記転写シートの厚みを検出する検出手段と,上記検出手段からの検出信号に基づいて,上記転写手段に発生させる電界を制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されている。上記検出手段は,例えば互いに近接若しくは当接する一対のローラのうちの少なくとも一方のローラの表面に圧電素子層を形成し,上記一対のローラの間に上記転写シートを通過させてその時の上記圧電素子層の歪みに応じた信号を出力するように構成することが考えられる。このような検出手段を,上記転写部よりも上流側に設ければ,接触転写ローラ,非接触転写ローラなど,転写手段がどのようなものであっても適用可能である。また,上記転写手段が接触転写ローラである場合には,上記検出手段を構成する一対のローラを上記感光体ドラムと上記接触転写ローラとにより構成すると共に,上記接触転写ローラの表面に上記圧電素子層を設けることも可能である。これにより,転写シートの厚みの変化だけでなく転写ローラ径の周方向の変化による感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅の変化を正確に検出することができるため,感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅に応じた転写制御を行うことが可能であり,上記ニップ幅が変化しても常に良好な転写が可能である。
【0005】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して,本発明の実施の形態及び実施例につき説明し,本発明の理解に供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここに,図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置A1の要部の概略構成を示す模式図,図2は上記画像形成装置A1を構成する検知ローラ3aの構成を示す横断面図,図3は上記検知ローラ3aの端部における電気的接続状態を示す模式図,図4は上記画像形成装置A1による転写処理手順の一例を示すフローチャート,図5は本発明の実施例に係る画像形成装置A2の要部の概略構成を示す模式図,図6は上記画像形成装置A2を構成する転写ローラ2′の構成を示す横断面図,図7は上記転写ローラ2′の端部における電気的接続状態を示す模式図である。
【0006】本実施の形態に係る画像形成装置A1は,図1の転写部近傍の概略構成に示すように,感光体ドラム1(像担持体の一例)に対向するように転写ローラ2(転写手段の一例)が設けられている。上記転写ローラ2は,上記感光体ドラム1に接触する接触転写ローラであってもよいし,接触しない非接触転写ローラであってもよい。上記感光体ドラム1の表面に,図示しない現像装置等によって形成されたトナー像は,上記感光体ドラム1と上記転写ローラ2との対向部(転写部6)に転写紙P(転写シートの一例)を通しつつ,上記転写ローラ2に上記トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを印加することによって上記感光体ドラム1の表面から上記転写紙Pに転写される。尚,上記転写ローラ2への転写バイアスの印加及びその制御(ここでは定電圧制御を行うものとするが,定電流制御でもよい)は,転写バイアス制御部5によって行われる。
【0007】また,上記転写部6の上流側には検知ローラ対3(検知ローラ3a及び補助ローラ3b)が設置されている。転写紙Pは,この検知ローラ対3の間を通過して上記転写部6に送られる。尚,上記検知ローラ対3は例えばレジストローラ等を兼ねていてもよい。ここで,上記検知ローラ3aは,図2に示すように,芯金11及び硬質体12で構成される硬質ローラの外側に,下電極13と上電極15とで挟まれた圧電素子層14を設けた構成となっている。上記圧電素子層14には,一般的なセラミックなどの圧電素子を用いることができるが,例えばPVDF(Physical VaporDeposition Film)のように,弾性係数が高く塗布可能な圧電素子を用いることが望ましい。また,上記検知ローラ3aには,例えば図1,図3に示すように電圧検知部4が接続されており,該電圧検知部4により上記圧電素子層14の歪みによって生じる電圧が検出される。尚,上記検知ローラ3aに対向する上記補助ローラ3bは表面が絶縁性の硬質ローラである。
【0008】上記圧電素子層14は,上記検知ローラ3aと上記補助ローラ3bの間に転写紙Pが挿入されることにより歪み,その歪み量は上記転写紙Pの厚みに比例する。更にその歪みによって生じる電圧もまた上記転写紙Pの厚みに比例する。従って,上記電圧検知部4によって検出される電圧値は,上記検知ローラ3aと上記補助ローラ3bの間に挿入される転写紙Pの厚みに比例する。ここで,上記検知ローラ3aと上記補助ローラ3bとは,その対向部に挿入される転写紙Pの厚みに応じて上記圧電素子層14の歪み量がそれぞれ異なるように,即ち上記電圧検知部4の出力が転写紙Pの厚みに応じてそれぞれ異なるように,互いに当接,若しくは極僅かの隙間を保った状態で設置される。以上のように,上記検知ローラ対3(検知ローラ3a,補助ローラ3b),及び電圧検知部4により,転写シートの厚みを検出する検出手段の一例が構成されている。
【0009】また,上記電圧検知部4は,上記転写ローラ2への転写バイアスの印加及びその制御を行う上記転写バイアス制御部5(制御手段の一例)に接続されている。上記転写バイアス制御部5には,予め,上記電圧検知部4による検知電圧(即ち転写紙Pの厚み)に応じた最適転写電圧(定電流制御の場合には最適転写電流)のテーブル(検知電圧−転写電圧テーブル)が記憶されており,そのテーブルを参照して上記電圧検知部4による検知電圧に応じた最適転写電圧値を取得し,その最適転写電圧値により上記転写ローラ2の定電圧制御を行う。
【0010】続いて,図4に示すフローチャートを参照しつつ,本画像形成装置A1における転写処理手順について説明する。転写紙Pが搬送され,検知ローラ対3の間に挿入されると,それによって検知ローラ3aの圧電素子層14が歪み,その歪み量(即ち転写紙Pの厚み)に応じて生じた電圧が電圧検知部4により検出される(ステップS1)。転写バイアス制御部5では,予め記憶されている検知電圧−転写電圧テーブルを参照し,上記電圧検知部4による検知電圧に応じた最適転写電圧値を取得する(ステップS2)。上記検知ローラ対3の間を通過した転写紙Pが転写部6に到達すると,上記転写バイアス制御部5は,上記最適転写電圧値により転写ローラ2の定電圧制御を行う(ステップS3)。これにより,転写ローラ2には転写紙Pの厚みに応じた最適転写電圧が印加され,感光体ドラム1表面のトナー像は転写紙Pに転写される(ステップS4)。
【0011】以上説明したように,本実施の形態に係る画像形成装置A1では,転写部6の上流側に検知ローラ対3が設けられ,上記検知ローラ対3の間を通過する際の検知ローラ3aの表面に設けられた圧電素子層14の歪み量(即ち転写紙Pの厚み)に応じて生じた電圧が電圧検知部4により検出され,その電圧値に応じた最適転写電圧が転写ローラ2に印加されて転写が行われるため,転写紙Pの厚みが変化しても常に良好な転写を行うことが可能となる。
【0012】
【実施例】感光体ドラムに接触する接触転写ローラを用いている場合,転写シートの厚みの変化や,公差による転写ローラ径の周方向の差により,感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅が変わるが,定電流制御ではニップ幅の変化によって電流密度が変化する。従って,予め設定された1つの電流値に基づいて定電流制御を行うと,転写シートの厚みや周方向の転写ローラ径が変化すればそれに応じて転写効率が変化し,転写不良が発生してしまう。ここで,上記実施の形態に係る画像形成装置A1では,上述したように転写紙の厚みの変化に応じた転写制御を行うことが可能であるため,転写紙の厚みの変化によるニップ幅の変化に応じた転写制御を行うことができると言える。しかしながら,感光体ドラムと転写ローラとの間のニップ幅は,転写紙の厚みの変化のみによって生じるものではなく,例えば公差による転写ローラ径の周方向の差によっても生じる。上記画像形成装置A1の構成では,転写部6よりも上流側に設けられた検知ローラ対3によって転写紙の厚みを検出しているため,この転写ローラ径の変化によるニップ幅の変化を考慮することができない。そこで,感光体ドラム1と接触転写ローラ2′とを上記検知ローラ対として用いることで,感光体ドラム1と転写ローラ2′との間のニップ幅に応じた転写制御を行うことを可能とした画像形成装置A2について説明する。
【0013】画像形成装置A2は,図5に示すように,感光体ドラム1(像担持体の一例)に対向して接触転写ローラ2′(転写手段の一例)が設けられている。上記感光体ドラム1の表面に,現像装置23によって形成されたトナー像は,上記感光体ドラム1と上記転写ローラ2′との対向部(転写部6)に転写紙P(転写シートの一例)を通しつつ,上記転写ローラ2′に上記トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスを印加することによって上記感光体ドラム1の表面から上記転写紙Pに転写される。尚,上記転写ローラ2への転写バイアスの印加及びその制御(ここでは定電流制御を行うものとする)は,転写バイアス制御部5′によって行われる。尚,図5において,21は帯電装置,22は露光装置,24は除電装置,25はクリーニング装置,26は定着装置であるが,これらについての説明は省略する。
【0014】上記転写ローラ2′は,図6に示すように,芯金31を被覆する導電性弾性体32の外側に,下導電層33と上導電層35とで挟まれた圧電素子層34を設けた構成となっている。上記圧電素子層34には,一般的なセラミックなどの圧電素子を用いることができるが,例えばPVDF(Physical Vapor Deposition Film)のように,弾性係数が高く塗布可能な圧電素子を用いることが望ましい。また,上記転写ローラ2′には,例えば図7に示すように電極40を介して電圧検知部4′が接続されており,該電圧検知部4′により上記圧電素子層34の歪みによって生じる電圧が検出される。
【0015】上記圧電素子層34は,上記転写部6に転写紙Pが挿入されることにより歪み,その歪み量は感光体ドラム1と転写ローラ2′とのニップ幅(転写紙Pの厚みや転写ローラ2′の径の変化に応じて変化する)に応じて変化する。従って,上記電圧検知部4′によって検出される電圧値もまた,感光体ドラム1と転写ローラ2′とのニップ幅に応じて変化する。以上のように,本実施例に係る画像形成装置A2においては,上記感光体ドラム1と転写ローラ2′,及び電圧検知部4′によって検出手段の一例が構成されている。
【0016】また,上記電圧検知部4′は,上記転写ローラ2′への転写バイアスの印加及びその制御を行う上記転写バイアス制御部5′(制御手段の一例)に接続されている。上記転写バイアス制御部5′には,予め,上記電圧検知部4′による検知電圧(即ち感光体ドラム1と転写ローラ2′とのニップ幅)に応じた最適転写電流のテーブル(検知電圧−転写電流テーブル)が記憶されており,そのテーブルを参照して上記電圧検知部4′による検知電圧に応じた最適転写電流値を取得し,その最適転写電流値により上記転写ローラ2′の定電流制御を行う。
【0017】以上のように,上記画像形成装置A2では,上記感光体ドラム1と転写ローラ2′との間の転写部6を転写紙が通過する際の上記転写ローラ2′の表面に設けられた圧電素子層34の歪み量(即ち感光体ドラム1と転写ローラ2′とのニップ幅)に応じて生じた電圧が電圧検知部4′により検出されるため,転写紙の厚みの変化や転写ローラ径の周方向の差などによって生じる上記ニップ幅を正確に検出することができ,またその電圧値に応じた最適転写電流が転写ローラ2′に印加されて転写が行われるため,上記ニップ幅が変化しても常に良好な転写を行うことが可能となる。
【0018】(その他)上記実施の形態に係る画像形成装置A1では,表面に圧電素子層を設けた検知ローラ3aとそれに対向して設けられた補助ローラ3bの間に転写紙を通し,上記圧電素子層の歪みによって生じる電圧値を検出することで上記転写紙の厚みを検出するように構成したが,転写紙の厚みの検出手段はこのような構成に限られるものではない。例えば,電極としての一対のローラを転写部よりも上流側に設け,そのローラ間に転写紙が挿入されたときに上記電極間に電流を流して上記転写紙の抵抗値を検出し,その抵抗値によって転写紙の厚みを検出するようにしてもよい。また,検知ローラ3aの表面に圧電素子層を設けるのではなく,例えば検知ローラ対を構成する片方のローラの軸受け部分に圧電素子を取付けても同様の効果が期待できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように,本発明は,像担持体と転写手段との間の転写部に転写シートを通しつつ上記転写手段に電界を発生させることによって上記像担持体上のトナー像を上記転写シートに転写する画像形成装置において,上記転写シートの厚みを検出する検出手段と,上記検出手段からの検出信号に基づいて,上記転写手段に発生させる電界を制御する制御手段とを具備してなることを特徴とする画像形成装置として構成されているため,転写シートの厚みが変化したとしても常に良好な転写を行うことが可能となる。上記検出手段は,例えば互いに近接若しくは当接する一対のローラのうちの少なくとも一方のローラの表面に圧電素子層を形成し,上記一対のローラの間に上記転写シートを通過させてその時の上記圧電素子層の歪みに応じた信号を出力するように構成することが考えられるが,このような検出手段を上記転写部よりも上流側に設ければ,転写手段が接触転写ローラ,非接触転写ローラ等どのようなものであっても適用可能である。また,上記転写手段が接触転写ローラである場合には,上記検出手段を構成する一対のローラを上記感光体ドラムと上記接触転写ローラとにより構成すると共に,上記接触転写ローラの表面に上記圧電素子層を設けることも可能である。これにより,転写シートの厚みの変化だけでなく転写ローラ径の周方向の変化による感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅の変化を正確に検出することができるため,感光体ドラムと転写ローラとのニップ幅に応じた転写制御を行うことが可能であり,上記ニップ幅が変化しても常に良好な転写が可能である。




 

 


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