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発明の名称 ニップ形成装置、転写装置および画像形成装置
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2007−10840(P2007−10840A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−189547(P2005−189547)
出願日 平成17年6月29日(2005.6.29)
代理人 【識別番号】100098626
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 壽
発明者 増渕 文人 / 渡辺 哲夫 / 宮脇 勝明 / 瀬戸 隆 / 小松 真
要約 課題
無端移動体がバタツクことなく所定のニップ圧を得ることができるとともに、記録媒体がニップ部に長時間留まることが抑制されるニップ形成装置、転写装置および画像形成装置を提供すること。

解決手段
転写ローラ110を支持機構120をアーム部121と支持解除手段130とで構成する。所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110を押しやるときは、転写ローラ110の支持が支持解除手段130により解除される。
特許請求の範囲
【請求項1】
表面が無端移動する一対の無端移動体と、該無端移動体のうち少なくとも一方を他方に対し離間方向に位置可変に支持する支持手段と、該支持手段を介して該無端移動体を他方の無端移動移動体に向けて付勢する付勢手段とを備え、両者間に記録媒体を通過させるニップ部を形成するニップ形成装置において、
該支持手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が該位置可変に支持された無端移動体を押しやるときにのみ、該無端移動体の支持を解除する支持解除手段を備えたことを特徴とするニップ形成装置。
【請求項2】
請求項1のニップ形成装置において、
上記支持解除手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記位置可変に支持された無端移動体を押しやるときに、上記支持手段の無端移動体を支持している部分の記録媒体の厚み方向の長さを急激に減少させることを特徴とするニップ形成装置。
【請求項3】
画像を担持する表面が移動する像担持体と、該像担持体に当接して転写ニップを形成し、該転写ニップを通過する記録媒体に該像担持体上の画像を転写する転写ローラとを備えた転写装置において、
該転写ローラを該像担持体に対し離間方向に位置可変に支持する支持手段と、該支持手段を介して該転写ローラを該像担持体に向けて付勢する付勢手段とを備え、該支持手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が該転写ローラを押しやるときにのみ、該転写ローラの支持を解除する支持解除手段を備えたことを特徴とする転写装置。
【請求項4】
請求項3の転写装置において、
上記支持解除手段は、バネを備えており、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記転写ローラを押しやると、該支持解除手段のバネのバネ乗数が急激に減少することを特徴とする転写装置。
【請求項5】
請求項4の転写装置において、
上記支持解除手段は、バネ乗数の異なる2つのバネを備えており、該支持解除手段を、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときにのみ、2つのバネのうち、バネ乗数の低いバネのみが機能するように構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項6】
請求項4の転写装置において、
上記支持解除手段を、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときに、上記バネが座屈するように構成したことを特徴とする転写装置。
【請求項7】
請求項3の転写装置において、
上記支持解除手段は、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端の上記転写ローラの押し込みを検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて駆動するアクチュエータとを備えたことを特徴とする転写装置。
【請求項8】
請求項7の転写装置において、
上記検知手段で上記所定以上の厚さの記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知し、この検知結果に基づき上記アクチュエータを駆動させることを特徴とする転写装置。
【請求項9】
請求項7または8の転写装置において、
上記検知手段は、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記転写ローラを押しやる力を検知する力検知センサであることを特徴とする転写装置。
【請求項10】
請求項9の転写装置において、
上記アクチュエータとして、電歪みや磁歪み効果を利用したアクチュエータ、静電アクチュエータ、電磁的アクチュエータとしていずれかひとつを用い、該アクチュエータを上記力センサとして兼用したことを特徴とする転写装置。
【請求項11】
請求項7または8の転写装置において、
上記像担持体上の画像を記録媒体へ静電転写するものであって、上記検知手段は、該像担持体と上記転写ローラとの間の転写電流または転写電圧の変化を検知することで、所定以上の厚さの記録媒体の先端の該転写ローラの押し込みまたは所定以上の厚さの記録記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知することを特徴とする転写装置。
【請求項12】
請求項3乃至11いずれかの転写装置において、
上記支持解除手段は、上記転写ローラを、搬送方向上流側から下流側へ、かつ、像担持体から離れる方向に移動させることを特徴とする転写装置。
【請求項13】
請求項3乃至12いずれかの転写装置を備えた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、ニップ形成装置、転写装置および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、特許文献1に記載のものが知られている。この画像形成装置は、次のようなプロセスで画像を形成するものである。即ち、ドラム状の感光体に画像たるトナー像を中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルト転写された画像をニップ形成装置たる転写装置によって記録媒体に静電的に転写する。
【0003】
転写装置は、無端移動体であり像担持体である中間転写ベルトにバネなどの付勢手段によって無端移動体たる転写ローラを所定の接触圧で当接させて転写ニップを形成している。転写ローラは、記録媒体の厚み方向に対して揺動可能に構成されており、厚みの厚い記録媒体であっても所定の転写圧が得られるようにしている。
【0004】
記録媒体は、記録媒体の先端が記録媒体の厚み分の隙間を形成してから転写ニップに突入して、転写ニップを通過する。薄紙などの厚さの薄い記録媒体の場合は、転写ローラのゴム層などが変形することで、記録媒体が通過するための隙間が形成される。このため、薄紙などの厚さの薄い記録媒体の場合は、記録媒体の先端で容易に記録媒体分の厚み分の隙間を形成することができ、転写ニップ入口で記録媒体が長時間留まることなく転写ニップを通過する。
【0005】
一方、厚みの厚い記録媒体は、厚さの薄い記録媒体のように転写ローラの変形だけでは、記録媒体が転写ニップを通過するための隙間を形成することができない。このため、厚さの厚い記録媒体の場合は、記録媒体の先端で転写ローラを中間転写ベルト側と反対側へ退避させて、記録媒体の厚み分の隙間を形成する必要がある。このため、記録媒体の先端が記録媒体の厚み分の隙間を形成するまで、記録媒体の先端が転写ニップに突入できず、記録媒体が転写ニップの入り口に長時間留まってしまう。すると、記録媒体と中間転写ベルトとの間に摩擦力が働き、この摩擦力によって中間転写ベルトの負荷が増大して、中間転写ベルトの速度が変動する。中間転写ベルトへ画像を転写しているときに、このような速度変動が生じると、ショックジターといわれる濃度ムラが発生してしまう。
【0006】
このように厚みの厚い記録媒体が転写ニップの入り口に長時間留まらせないようにするためには、転写ローラが記録媒体の搬送速度に合わせて退避して記録媒体Pの厚み分の隙間を形成する必要がある。
【0007】
記録媒体の搬送速度が十分遅いときは、転写ローラの退避速度が遅くてすむため、転写ローラの慣性力は、十分小さい値となる。よって、記録媒体の搬送速度が遅いとき記録媒体の先端が転写ローラを退避させるのに必要な力は、バネの抗力に依存している。
【0008】
一方、記録媒体の搬送速度が速いときは、それだけ転写ローラを速い退避速度で退避させる必要が生じ、バネの抗力が無視できるほど、転写ローラの慣性力が増大する。慣性力は、質量に依存するので、転写ローラの質量が大きいと、それだけ大きな慣性力が必要となってくる。よって、転写ローラの質量が小されば、小さいほど転写ローラが素早く退避して記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果として、搬送速度が速くても、厚み厚い記録媒体が転写ニップ入り口に長時間留まることなく、転写ニップを通過することができる。
【0009】
【特許文献1】特開2000−250333号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、質量が小さい転写ローラを用いると、慣性力が小さくなるため、記録媒体の凹凸などによっても、転写ローラが跳ね飛ばされてしまう。その結果、転写ローラが記録媒体上を上下に激しく振動しながら相対的に移動する転写ローラのバタツキが発生し、良好な転写圧が得られない不具合が生じることがあった。
【0011】
なお、上記では、ニップ部たる転写ニップにおいて、記録媒体が留まることによる不具合を説明したが、これに限られない。無端移動体たる加圧ローラと無端移動たる定着ローラとで形成されたニップ部たる定着ニップを有するニップ形成装置たる定着装置にも同様な不具合を生じる。すなわち、定着ニップにおいても、厚みの厚い記録媒体は、記録媒体の先端が、定着ニップを形成する定着ローラと加圧ローラとのどちらか一方を退避させて、記録媒体の厚み分の隙間を形成してから定着ニップを通過する。記録媒体の厚み分の隙間が形成されるまでの時間が長いと記録媒体が定着ニップ入り口で長時間留まってしまう。このとき、記録媒体の後端が転写ニップを通過していない場合、記録媒体が定着ニップ入り口に留まることによって生じた速度変動で、転写ニップ部で記録媒体のトナー像にジターが生じてしまう。また、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成するために、記録媒体の先端で押し込められる方のローラの質量を小さくしてしまうと、ローラがばたついてしまい、所定の定着圧が得られず、定着不良が生じてしまう。このように、定着ニップにおいても、転写ニップにおける不具合と同様な不具合が発生する。
【0012】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、無端移動体がバタツクことなく所定のニップ圧を得ることができるとともに、記録媒体がニップ部に長時間留まることが抑制されるニップ形成装置、転写装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面が無端移動する一対の無端移動体と、該無端移動体のうち少なくとも一方を他方に対し離間方向に位置可変に支持する支持手段と、該支持手段を介して該無端移動体を他方の無端移動移動体に向けて付勢する付勢手段とを備え、両者間に記録媒体を通過させるニップ部を形成するニップ形成装置において、該支持手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が該位置可変に支持された無端移動体を押しやるときにのみ、該無端移動体の支持を解除する支持解除手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1のニップ形成装置において、上記支持解除手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記位置可変に支持された無端移動体を押しやるときに、上記支持手段の無端移動体を支持している部分の記録媒体の厚み方向の長さを急激に減少させることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、画像を担持する表面が移動する像担持体と、該像担持体に当接して転写ニップを形成し、該転写ニップを通過する記録媒体に該像担持体上の画像を転写する転写ローラとを備えた転写装置において、該転写ローラを該像担持体に対し離間方向に位置可変に支持する支持手段と、該支持手段を介して該転写ローラを該像担持体に向けて付勢する付勢手段とを備え、該支持手段は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が該転写ローラを押しやるときにのみ、該転写ローラの支持を解除する支持解除手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の転写装置において、上記支持解除手段は、バネを備えており、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記転写ローラを押しやると、該支持解除手段のバネのバネ乗数が急激に減少することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の転写装置において、上記支持解除手段は、バネ乗数の異なる2つのバネを備えており、該支持解除手段を、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときにのみ、2つのバネのうち、バネ乗数の低いバネのみが機能するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項4の転写装置において、上記支持解除手段を、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときに、上記バネが座屈するように構成したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項3の転写装置において、上記支持解除手段は、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端の上記転写ローラの押し込みを検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に基づいて駆動するアクチュエータとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の転写装置において、上記検知手段で上記所定以上の厚さの記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知し、この検知結果に基づき上記アクチュエータを駆動させることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項7または8の転写装置において、上記検知手段は、上記所定以上の厚さの記録媒体の先端が上記転写ローラを押しやる力を検知する力検知センサであることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の転写装置において、上記アクチュエータとして、電歪みや磁歪み効果を利用したアクチュエータ、静電アクチュエータ、電磁的アクチュエータとしていずれかひとつを用い、該アクチュエータを上記力センサとして兼用したことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項7または8の転写装置において、上記像担持体上の画像を記録媒体へ静電転写するものであって、上記検知手段は、該像担持体と上記転写ローラとの間の転写電流または転写電圧の変化を検知することで、所定以上の厚さの記録媒体の先端の該転写ローラの押し込みまたは所定以上の厚さの記録記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知することを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項3乃至11いずれかの転写装置において、上記支持解除手段は、上記転写ローラを、搬送方向上流側から下流側へ、かつ、像担持体から離れる方向に移動させることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項3乃至12いずれかの転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【0014】
請求項1乃至13の発明によれば、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるとき以外は、無端移動体は、付勢手段によって、支持手段と無端移動体とが一体となって他方の無端移動移動体に向けて付勢されている。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるとき以外は、支持手段がフライホイールのような働きとなり、無端移動体を押しやる力に対する抗力が、支持手段と無端移動体との慣性力となる。その結果、無端移動体の質量が小さくても無端移動体がニップ部を通過する記録媒体の凹凸などによりばたつくことがなく、所定のニップ圧を得ることができる。
一方、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときは、支持手段の無端移動体の支持が支持解除手段により解除される。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときは、無端移動体の支えが無くなり、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやる力に対する抗力が無端移動体の慣性力となる。よって、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を容易に押しやることができ、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体がニップ部入り口に留まる時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明を画像形成装置としての複写装置に適用した実施形態について説明する。まず、図1を用いてこの複写装置の概略について説明する。この画像形成装置は、原稿を走査して読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。また、この画像形成装置は、原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンタの機能も有している。
【0016】
図1において、カラー画像形成装置の略中央に画像形成部1が設けられている。この画像形成部1の下方には、多段状の給紙部2が配置されている。この給紙部2の各段には、記録媒体である普通紙や、OHP記録媒体、第2原図などの束を積載した給紙装置としての給紙トレイ21が配設されている。格段の給紙トレイ21は個別に本体に達して脱着可能であり、かつ、本体側にはこの脱着を検知するセンサが設けられている。この給紙部2は、必要に応じて別の給紙装置22を増設することができるように構成されている。画像形成部1の図中右側には開閉可能な手差トレイ140も設けられている。図示のように上部が本体から離れるように移動して開いた状態で、このトレイ140上に記録媒体の束を積載可能である。トレイ140上の記録媒体の有無を検知するセンサも設けられている。上記画像形成部1の上方には、原稿を読取る読取部3が配設されている。また、画像形成部1の左側には、画像が形成された記録媒体を排紙収納するための排紙収納部4が配設されている。
【0017】
上記画像形成部1には、4色のトナー像を個別に形成するための各色の作像部6が、無端状の中間転写ベルト5の外周面に対向するように並列に配置されている。各作像部6は、ドラム状の感光体61を備えている。各感光体61の周囲には、感光体61の表面に帯電処理を行う帯電装置62、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する露光装置7が配置されている。また、感光体61の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化するための現像装置63、及び、感光体6上の残留トナーを除去回収するクリーニング装置64が配置されている。
【0018】
上記読み取り部3には、コンタクトガラス31上に載置された原稿(不図示)の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体32、33が往復移動自在に配設されている。この読み取り走行体32、33により走査された画像情報は、レンズ34の後方に設置されているCCD35に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、上記露光装置7内のレーザダイオードLD(不図示)の発光により、感光体61の表面に静電潜像が形成される。LDからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体61に至る。読み取り部3の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス31上に搬送するための自動原稿搬送装置36が取り付けられている。
【0019】
上記中間転写ベルト5の周囲には、中間転写ベルト5上に形成されたフルカラートナー像を上記記録媒体に転写するためのニップ形成装置たる転写装置51が配置されている。また、この転写装置51によりフルカラートナー像が記録媒体に転写された後の、中間転写ベルト5表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置52が配置されている。
【0020】
次に、この画像形成装置の作像プロセスについて説明する。図1において、上記各作像部6では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト5の回転に合せて、各感光体61上に所定のタイミングで4色のトナー像が形成される。まず、イエロー作像部(Y)では、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト5に転写される。マゼンタ作像部(M)では、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト5に転写される。シアン(C)の作像部では、更に次の感光体上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト5に転写される。ブラック(K)の作像部では、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト5に転写される。このように、各感光体上に形成された4色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト5にフルカラートナー像が形成される。
【0021】
一方、上記中間転写ベルト5上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、上記給紙部2の選択された給紙トレイ21から記録媒体が順次1枚ずつ分離給紙される。すなわち、図示の給紙部2においては、給紙トレイ21に回動可能に支持された底板24上に記録媒体の束が積載されている。この底板24の回動により記録媒体の束の最上位の記録媒体がピックアップローラ25に当接可能な位置まで上昇する。この最上位の記録媒体は、ピックアップローラ25の回転により給紙されて、リバースローラ27により1枚に分離される。そして、1枚に分離された最上位の記録媒体は、給紙ローラ26の回転により、給紙トレイ21から送り出されて、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ23へと搬送される。
【0022】
上述のようにして分離搬送された記録媒体は、上記レジストローラ23のニップに突き当たることにより搬送が一時止められて待機される。レジストローラ23は、上記中間転写ベルト5上に形成されたフルカラートナー像と、上記記録媒体の先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ23の回転により、待機されている記録媒体が再び給紙される。これにより、この記録媒体の所定位置に、上記転写装置51により、中間転写ベルト5上に形成されたフルカラートナー像が転写される。
【0023】
このようにしてフルカラートナー像が転写された記録媒体は、その搬送経路の下流側のニップ形成装置たる定着装置8に送り込まれる。この定着装置8は、上記転写装置51により転写されたフルカラートナー像を記録媒体上に定着する。フルカラートナー像が定着された記録媒体は、排紙ローラ41により上記排紙収納部4に排紙収納される。
ここで、上記記録媒体の両面に画像形成を行う際は、分岐部91にて記録媒体を分岐し、両面装置9を経由させることにより、記録媒体の表裏を反転させる。この表裏が反転された記録媒体は、上記レジストローラ23のニップに突き当たることで、そのスキューが補正された後、上述の片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。
【0024】
図2は、ニップ形成装置たる転写装置51の概略構成図である。転写装置51は、無端移動体たる転写ローラ110と、この転写ローラ110を支持する支持手段たる支持機構120と、付勢手段たるバネ150とからなっている。転写ローラ110は、質量の軽い低慣性ローラであり、内部が中空で比重が2.8以下のアルミ又はアルミニウム合金または高強度樹脂を材料とするパイプ管の表面に弾性ゴム層が形成されているものである。支持機構120は、支持解除手段130と、支持解除手段130を介して転写ローラ110を支持するアーム部121とを有している。支持解除手段130は、転写ローラ110の両端からのびる軸110aにそれぞれ取り付けられた軸受110bに取り付けられている。アーム部121は、装置本体に取り付けピン122によって回転自在に取り付けられている。また、支持機構120は、バネ150によって図中上側に付勢されており、支持機構120と転写ローラ110とが一体となって上下動するようになっている。これは、転写ローラ110は、後述する理由により低慣性のローラとなっているため、転写ローラ110のみが記録媒体Pの厚みに応じて上下動するような構造であると、記録媒体Pの凹凸などによってばたついてしまい良好な転写圧が保てなくなってしまうからである。このため、支持機構120と転写ローラ110とが一体となって上下動するように構成することで、支持機構120がフライホイールのような働きをし、記録媒体の凹凸など多少の外乱要因があっても、転写ローラ110がばたつかないようにしている。支持機構120がフライホイールのような役割を果たすために、支持機構120の質量は、転写ローラ110の質量に比べて重くしている。
【0025】
図3は、記録媒体の先端がニップ部たる転写ニップに突入したときの模式図である。記録媒体Pが転写ニップを通過するためには、記録媒体の先端でその厚み分の隙間を形成する必要がある。そして、記録媒体の先端が記録媒体の厚み分の隙間を形成するまで、記録媒体の先端が搬送速度に合わせて転写ニップに突入できず、転写ニップ入り口に記録媒体Pが留まってしまう。この留まっている時間が長いと、記録媒体Pと中間転写ベルト5との間に摩擦力が働き、この摩擦力によって中間転写ベルト5の負荷が増大してしまう。記録媒体Pが留まってしまうことで中間転写ベルト5の負荷が変動してしまうと、中間転写ベルト5の速度が変動し、ショックジターといわれる濃度ムラが発生してしまう。
【0026】
薄紙などの厚さの薄い記録媒体Pの場合は、転写ローラ110のゴム層などが変形することで、記録媒体Pが通過するための隙間が転写ニップに形成されて、記録媒体が転写ニップを通過する。また、記録媒体が通過するための隙間もごく僅かなので、非常に短い時間でその隙間が形成される。このため、薄紙などの厚さの薄い記録媒体Pの場合は、記録媒体の先端が転写ニップの入り口に留まる時間がごく僅かであるので、記録媒体Pと中間転写ベルト5との摩擦によって中間転写ベルト5の負荷が増大してしまうことがない。その結果、薄紙などの厚さの薄い記録媒体Pの場合は、中間転写ベルト5の速度変動が抑制され、ショックジターを抑制することができる。
【0027】
一方、坪量60[g/m]以上の厚さの厚い記録媒体Pの場合は、厚さの薄い記録媒体のように転写ローラ110のみの変形だけでは、記録媒体Pが転写ニップを通過するための隙間を形成することができない。このため、厚さの厚い記録媒体Pの場合は、記録媒体Pの先端で転写ローラ110を退避させて、その厚み分の隙間を形成する必要がある。そして、記録媒体Pの先端が転写ローラ110を退避させて、記録媒体Pの厚み分の隙間を形成するまで、記録媒体Pの先端が転写ニップに突入できず、転写ニップ入り口に記録媒体Pが留まってしまう。この記録媒体Pが留まっている間は、記録媒体Pと中間転写ベルト5との間に摩擦力が働き、この摩擦力によって中間転写ベルト5の負荷が増大してしまう。記録媒体Pが留まって中間転写ベルト5の負荷が変動すると、中間転写ベルト5の速度が変動する。中間転写ベルトへ画像が転写されているときに、このような速度変動が生じる、ショックジターといわれる濃度ムラが発生してしまう。
【0028】
記録媒体Pが搬送速度落とさず、すなわち、転写ニップ入り口で留まることなく転写ニップを通過するためには、転写ローラ110が素早く退避して記録媒体の厚み分の隙間を形成する必要がある。よって、搬送速度が上がるほど、急峻に記録媒体Pの厚み分転写ローラ110を退避させる必要が生じる。そして、転写ローラ110を記録媒体Pの厚み分移動させるのに必要な力は、転写ローラ110および支持機構120の慣性力と、バネ123の抗力とに依存する。
【0029】
まず、慣性系のみを考えた場合、記録媒体Pの搬送速度が遅いときは、記録媒体Pが転写ニップ入り口に留まらずに搬送されるために転写ローラ110が記録媒体Pの厚み分移動するのに必要な時間は多くとれ、転写ローラの退避速度は遅くてすむ。このため、転写ローラ110および支持機構120の慣性力は、十分小さい値となる。よって、このような記録媒体Pの搬送速度が遅いとき記録媒体Pの先端が転写ローラ110を移動させるのに必要な力は、慣性力よりもバネ123の抗力に大きく依存する。このため、記録媒体Pの搬送速度が遅いときは、転写ローラ110およびアーム部121を中間転写ベルト側へ付勢しているバネ123のバネ乗数を調整することで、記録媒体Pが転写ニップ入り口に留まらずに搬送できるようになる。
【0030】
一方、搬送速度が速いときは、記録媒体Pが転写ニップ入り口に留まらずに搬送されるために転写ローラ110が記録媒体Pの厚み分移動するのに必要な時間は短くなり、転写ローラ110および支持機構120の退避速度が増加する。その結果、転写ローラ110および支持機構120を急激に加速する必要が生じ、転写ローラ110および支持機構120の慣性力が非常に大きくなってしまう。このときの慣性力は、バネ150の抗力を無視できるくらい大きな力である。そして、この慣性力は、記録媒体Pの搬送速度の2乗に比例する。慣性力は、質量に依存するので、転写ローラ110および支持機構120の質量(図2に示すように、支持機構120が一点を支点として回転する場合は、慣性モーメントから算出した等価量)が大きいと、それだけ大きな慣性力が必要となってくる。そこで、質量の小さい、低慣性のローラを用いることも考えられるが、ローラの質量を小さくしてしまうと、転写ローラ110が記録媒体の僅か凹凸でもローラがばたついてしまい、所定の転写圧が得られなくなってしまう。
【0031】
そこで、本実施形態においては、通常時は、転写ローラ110と支持機構120との間で転写ローラ110を支持しており、所定以上の厚さの記録媒体Pの先端が転写ニップを通過する際に、支持解除手段130で転写ローラ110の支持を解除する。通常時は、支持機構120が転写ローラ110を支持しており、転写ローラ110は、支持機構120と一体となって移動するため慣性力が大きい。よって、転写ローラ110が記録媒体の僅か凹凸でもばたついてしまうことを抑制する。そして、所定以上の厚さの記録媒体Pの先端が転写ニップを通過するときに支持解除手段130で転写ローラ110の支持を解除することで、転写ローラ110とアーム部121とが一体となって移動しなくる。その結果、転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が、転写ローラ110の慣性力とすることができる。その結果、記録媒体の先端が容易に転写ローラ110を押しやることができ、記録媒体Pの先端が転写ニップ入り口に長時間留まることなく、記録媒体が転写ニップを通過することができる。その結果、中間転写ベルト5の負荷が軽減され、ショックジターを低減することができる。以下に、上記支持解除手段130について、各実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例1】
【0032】
図4は、実施例1の支持解除手段130の模式図である。図4(a)は、厚さの厚い記録媒体が転写ニップを通過していない状態のときの支持解除手段130を示す図であり、図4(b)は、厚さの厚い記録媒体Pが転写ニップを通過している状態のときの支持解除手段130を示す図である。この実施例1の支持解除手段130は、所定以上可動子が押し込まれるとそのバネ乗数が急激に変化するように、バネ乗数を非線形に変化させるようにしたものである。
図4に示すように実施例1の支持解除手段130は、板ばね131と、可動子132と、コイルバネ133と、台座134とからなっている。可動子132は、台座上にコイルバネ133を介して取り付けられている。また、可動子132は、図示しないガイド部材によって上下方向のみ動けるようにコイルバネ133に取り付けられている。また、可動子132の上面には、転写ローラ110の軸110aが取り付けられた軸受が取り付けられている。板ばね131は、一端が台座側面に固定され、他端が略「く」の字状に折れ曲がり、可動子132の下面を支持している。板ばね131のバネ乗数は、コイルバネ133のバネ乗数や、転写ローラ110およびアーム部121を中間転写ベルト側へ付勢しているバネ150のバネ乗数よりも高く設定している。また、コイルバネ133のバネ乗数は、転写ローラ110およびアーム部121を中間転写ベルト側へ付勢しているバネ150のバネ乗数よりも低く設定している。台座134の下面には、アーム部121が固定されている。
【0033】
次に、支持解除手段の動作について説明する。図5(a)は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110に突き当たってから、記録媒体の厚み分の隙間を形成するまでの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力の変化を示す図である。なお、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110に突き当たってから、記録媒体の厚み分の隙間を形成するまでの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力は、上述したように、バネの抗力を無視できるくらい慣性力が大きいため、図5(a)では、バネの抗力を無視している。また、図5(b)は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110に突き当たってから、記録媒体の厚み分の隙間を形成するまでの転写ローラ110の移動量を示す図である。図中Aは、板ばね131の支持が外れた時点であり、図中Bは、コイルバネ133が収縮しきった時点である。
【0034】
所定以上の厚さの記録媒体が転写ニップを通過しようとして、転写ローラ110に突き当たると、その力により転写ローラ110、アーム部121、支持解除手段130を押し下げるとともに、可動子132も図中下側へ移動する。このときの記録媒体の先端が転写ローラ110を押しやる力に対する抗力は、図5(a)に示すように、転写ローラ110の質量m、アーム部112の質量M1、支持解除手段130の質量M2を加算した質量と、加速度aとを乗算した慣性力(m+M1+M2)aより若干小さい抗力となっている。これは、転写ローラ110と、アーム部121と、支持解除手段130とが完全に一体となって動いているわけではなく、可動子132が押し下げられて、転写ローラ110のみが少しだけ他よりも押し下げられているからである。
【0035】
そして、ある閾値以上可動子132が下側へ移動すると、板ばね131の支持が外れて、コイルバネ133が機能するようになり、支持解除手段130のバネ乗数が急激に低下する。すると、アーム部121がバネ150の付勢力で転写ローラ側へ移動し、転写ローラ110は、記録媒体Pの押し込み力によりアーム部側へ移動して、支持解除手段130のコイルバネ133を記録媒体の厚み方向に収縮させる。このようにバネ乗数が急激に低下することで、支持機構120の転写ローラ110を支持している部分の長さ(ここでは、支持解除手段130のコイルバネ133)が記録媒体厚み方向に急激に減少する。その結果、あたかも転写ローラ110を支持する支持部材がなくなり、アーム部121と転写ローラ110との間に空間ができたような状態を作り出すことができる。よって、アーム部121と転写ローラ110とが一体的に移動しなくなり、コイルバネ133が収縮している期間(図5(a)の点aから点bの期間)の転写ローラ側の記録媒体に対する抗力は、図5(a)に示すように、転写ローラ110の質量mの慣性力(ma)(aは加速度)となる。なお、厳密に言えば、その他に可動子132の慣性力、コイルバネ133の抗力も働くが、可動子132の慣性力や、コイルバネ133の抗力は、転写ローラ110の慣性力に比べて、小さいので、十分無視できるものである。このように、コイルバネ133が収縮している期間(点a〜点b)は、抗力が転写ローラの慣性力(ma)となっているので、図5(b)に示すように転写ローラ110が記録媒体の先端によって急激に押しやられて、記録媒体の厚み分の隙間Hが形成される。これにより、記録媒体Pの先端が転写ニップ入り口に長時間留まることなく、スムーズに転写ニップを通過することができ、中間転写ベルト5の負荷が増大してしまうことを抑制することができる。
【0036】
また、転写ローラ110は、質量の小さい低慣性ローラとして、転写ローラ110の慣性力を低くしているので、コイルバネ133が収縮している期間の転写ローラ側の記録媒体に対する抗力を小さくすることができる。その結果、転写ローラ110を素早く退避させることができ、記録媒体先端が記録媒体Pの厚み分の隙間を素早く形成することができる。よって、記録媒体が転写ニップ入り口に留まることなく移動することができる。
【0037】
記録媒体の先端が通過した後、コイルバネ133は、十分収縮してバネとしての機能を有さなくなる。よって、記録媒体Pが転写ニップを通過しているときは、バネ150によって、アーム部121、支持解除手段130および転写ローラ110が一体となって中間転写ベルト方向へ押圧される。これにより、記録媒体が転写ニップを通過中は、図5(a)に示すように、転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が転写ローラ110の質量mと、アーム部112の質量M1と、支持解除手段130の質量M2とを加算した質量の慣性力(m+M1+M2)a(aは加速度)となり、低慣性の転写ローラ110がばたつくことがなく、所定の転写圧を維持することができる。
【0038】
板ばね131の支持が外れる閾値は、実機でトライアンドエラーを繰り返して決定する。一例を挙げると、まず、支持解除手段130が機能しないように調整した実機で厚さの異なる記録媒体で、画像を複数枚プリントし、ショックジターが発生してないか確認する。次に、ショックジターが確認された記録媒体のうち最も薄い記録媒体を用いて、ショックジターの発生のない板ばね131の支持が外れる閾値を探す。本実施形態では、坪量60[g/m]以上の用紙でショックジターが確認された。
【0039】
記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けたとき、可動子132が中間転写ベルト側へ移動して、転写ローラ110を押し上げる。そして、転写ローラ110がある閾値以上押し上げられたら、板ばね131が再び可動子132を支持して、図4(a)に示す状態となる。
【0040】
所定厚み以下の記録媒体の場合は、転写ローラ110のゴムが変形することで、厚み分の隙間が形成されるため、支持解除手段130は、図4(a)の状態を維持したまま、記録媒体Pが通過する。よって、そのときの抗力は、ほぼ、転写ローラ110の質量mと、アーム部112の質量M1と、支持解除手段130の質量M2とを加算した質量の慣性力(m+M1+M2)a(aは加速度)となる。その結果、低慣性の転写ローラ110がばたつくことがなく、所定の転写圧を維持することができる。
【実施例2】
【0041】
次に、実施例2の支持解除手段230について説明する。図6は、実施例2の緩衝機構230を示す図である。図5(a)は、厚さの厚い記録媒体が転写ニップを通過していない状態のときの実施例2の支持解除手段230を示す図であり、図5(b)は、厚さの厚い記録媒体Pが転写ニップを通過している状態のときの実施例2の支持解除手段230を示す図である。図5に示すように、実施例2の支持解除手段230は、可動子232と、弦巻バネ233と、台座234とからなっている。可動子232は、弦巻バネ233を介して台座234の底面234aに取り付けられるとともに、図示しないガイド機構によって上下方向のみ移動可能なように弦巻バネ234に取り付けられている。また、可動子232には、転写ローラ110の軸110aが取り付けられている軸受110bが取り付けられている。台座234は、アーム部121に取り付けられている。弦巻バネ233は、図5(a)に示すように台座234の底面234aの図中左端に取り付けられており、ほぼ圧縮しきった状態で、上下方向の中央部が右にずれるような円弧状の形状を有している。厚さの厚い記録媒体が転写ニップを通過していない状態のときに弦巻バネ233を完全に圧縮させていないのは、完全に圧縮させてしまうと、転写ローラ110の僅かな変位でも弦巻バネ233が座屈してしまうからである。このため、弦巻バネ233のバネ乗数は、押圧手段のバネ150よりも大きくしている。
【0042】
所定厚み以上の厚さの記録媒体Pが転写ニップを通過するとき、記録媒体Pの先端が転写ローラ110を押し下げていくと、転写ローラ110の軸110aに取り付けられた可動子232が図中下側へ移動する。可動子232の押し込み量がある閾値以下の場合は、弦巻バネ233は、圧縮に対して所定の抗力を発揮しており、記録媒体が転写ローラを押しやるときの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が、ほぼ、転写ローラ110の質量mと、アーム部112の質量M1と、支持解除手段230の質量M2とを加算した質量の慣性力(m+M1+M2)a(aは加速度)となっている。しかし、ある閾値以上可動子233が下側へ移動すると、弦巻バネ233が完全に圧縮してバネの機能を失い、図中右側へ座屈して、その抗力が急激に失われ、転写ローラ110の支持が一瞬なくなった状態となる。すると、アーム部121がバネ150の付勢力で転写ローラ側へ移動し、転写ローラ110は、記録媒体Pの押し込み力によりアーム部側へ移動して、図6(b)に示すように図中右側の台座側面234bに当接する。このように、転写ローラ110を支持していた弦巻バネ133が座屈して、急激の記録媒体の厚み方向に長さを減少させることで、図6(b)に示した状態となるまでは、転写ローラの支持がなくなった状態となり、記録媒体が転写ローラを押しやるときの転写ローラの記録媒体に対する抗力は、転写ローラの質量mの慣性力(ma)となる。これにより、弦巻バネが座屈すると、転写ローラが急激に押し下げられ、記録媒体Pの厚み分の隙間が急峻に形成される。これにより、記録媒体の先端が転写ニップ入り口に長時間留まることなく、スムーズに転写ニップを通過することができる。なお、上記弦巻バネ233が座屈する閾値もまた、実機でトライアンドエラーを繰り返して決定している。
【0043】
また、弦巻バネ233が座屈して、台座側面234bに当接すると弦巻バネ233がこれ以上折れ曲がることができなくなる。よって、記録媒体が記録媒体の厚み分の隙間を形成した後は、バネ150によって転写ローラ110とアーム部121と支持解除手段130とが一体となって中間転写ベルト側へ押し圧されることとなる。これにより、記録媒体が転写ニップを通過中は、低慣性の転写ローラ110がばたつくことがなく、所定の転写圧を維持することができる。
【0044】
記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けると、弦巻バネ233が立ち上がっていき、ある閾値で弦巻バネの座屈が解消して、図6(a)に示す状態となる。
【実施例3】
【0045】
次に、実施例3の支持解除手段330について説明する。この実施例3の支持解除手段330は、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力検知する検知手段たる力検知センサとアクチュエータ333とを備え、力検知センサが所定の力を検知したら、アクチュエータ333を駆動させて、転写ローラ110とアーム部との支持が一瞬なくなった状態を能動的に作り出し、記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときの転写ローラの記録媒体に対する抗力(慣性力)を低減させるようにしたものである。以下に、実施例3の支持解除手段330について、詳細に説明する。
【0046】
図6は、実施例3の支持解除手段330を示す図である。図6に示すように、実施例3の支持解除手段330は、可動子332と台座334とアクチュエータ333とからなっている。実施例1、2同様、可動子332には、転写ローラ110の軸110aが取り付けられた軸受が取り付けられており、台座334は、アーム部121に固定されている。可動子332と台座334とは、アクチュエータ333を介して連結されている。アクチュエータ333としては、種々のものが使用することができ、ピエゾ素子に代表される電歪みや磁歪み効果を利用したアクチュエータ、ボイスコイルに代表される電磁的アクチュエータ、静電気力を利用した静電アクチュエータなどが考えられる。なお、実施例3においては、アクチュエータ333としてピエゾ素子を用いている。ピエゾ素子には、図示しない電線が延びており、制御回路335に接続されている。
【0047】
また、力検知センサとしては、感圧抵抗皮膜を用い、図8に示すように、転写ローラ110のゴム層112の表層に金属製の皮膜の層113を形成し、その皮膜113の表層に弾性を有する感圧抵抗皮膜の層114が形成されている。感圧抵抗皮膜層114には、図示しない電線が延びており、計測回路336に接続されている。記録媒体Pが転写ローラ110を押し込むと、感圧抵抗皮膜114の抵抗値が変化する。この抵抗値を検知することで、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力を検知する。また、力検知センサは、感圧抵抗皮膜層114に限らず、アクチュエータ333を力検知センサとして用いることも可能である。ピエゾ素子に代表される電歪み・磁歪み効果を利用したアクチュエータの場合、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力がこのアクチュエータに伝わると、電歪み・磁歪みが発生する。この発生した電歪み・磁歪みを検知することで、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力を検知することができる。また、ボイスコイルに代表される電磁的アクチュエータの場合は、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込んだときにアクチュエータに流れる電流を検知することで、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力を検知することができる。また、静電アクチュエータの場合は、記録媒体が転写ローラ110を押し込んだときの静電容量の変化で記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力を検知することができる。
しかし、アクチュエータ333を用いて力を検知する場合は、転写ローラ110を介して間接的に記録媒体の先端が転写ローラ110をアーム部側へ押し込む力を検知することとなる。よって、転写ローラ110の表層に弾性を有する感圧抵抗皮膜の層114を形成し、直接的に記録媒体の先端が転写ローラ110をアーム部側へ押し込む力を検知するものに比べて、多少のタイムラグが生じてしまう。その結果、感圧抵抗皮膜層114で力を検知するものに比べて、アクチュエータ333を用いて検知するものの方が、アクチュエータ333を駆動させるタイミングが遅くなってしまう。よって、感圧抵抗皮膜114で直接的に記録媒体Pの転写ローラ110を押し込む力を検知する方が、アクチュエータ333を用いて間接的に検知するものに比べて、記録媒体Pが転写ニップ入り口に留まることをより確実に抑制することができる。
【0048】
図9は、実施例3の支持解除手段330の制御フローである。まず、力検知センサで記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力を検知する(S1)。感圧抵抗皮膜114を用いる場合は、抵抗値を検知し、アクチュエータ333を力検知センサとして用いる場合は、アクチュエータ333から発する電圧等を検知する。次に、力検知センサで検知した値(電圧値・抵抗値等)が、所定の閾値を越えているかどうかをチェックする(S2)。この閾値は、ショックジターが確認された記録媒体のうち最も薄い記録媒体の先端が転写ローラに当接したときに力検知センサで検知された値である。力検知センサが検知した値が、上記閾値となっていたら(S2のYES)、力検知センサの計測回路の保護のため、計測回路336を遮断し(S3)、アクチュエータ333(ピエゾ素子)に所定の電圧を所定の時間だけ印加する(S4)。アクチュエータ333たるピエゾ素子に電圧が印加されると、ピエゾ素子が一気に縮んで、可動子332と台座334とを引き寄せる。その結果、このピエゾ素子が縮んでいる間は、転写ローラ110は、アーム部側移動し、アーム部121は、転写ローラ側へ移動して、転写ローラ110とアーム部121とが一体的に移動しなくなる。すなわち、転写ローラ110を支持していたピエゾ素子が記録媒体の厚み方向に一気に縮むことで、転写ローラ110の支持が無くなったような状態を作り出すことができるのである。また、転写ローラ110をピエゾ素子で一気にアーム部側に移動させるため、転写ローラ側の記録媒体に対する抗力を、転写ローラ110の質量mの慣性力(ma)以下にすることができる。すなわち、転写ローラ110をピエゾ素子で一気に移動させているので、あたかも記録媒体Pの先端がほとんど質量のない転写ローラ110をアーム部側へ跳ね飛ばしているような状態を作りだすことができるのである。このようにして、転写ローラが記録媒体の厚み分の隙間を十分急峻に形成することができるので、記録媒体Pが転写ニップ入り口に長時間留まることがない。なお、ピエゾ素子の縮みが急峻であればあるほど、転写ローラ側の記録媒体への抗力を下げることができる。
ピエゾ素子の最大ストローク量は、中間転写ベルト5と転写ローラ110との隙間が複写機が搭載可能な最大厚みの記録媒体Pの厚みと同等となるように設定されている。複写機が搭載可能な最大厚みの記録媒体がボール紙程度の厚みであれば、ピエゾ素子のストローク量を1[mm]もとれば十分である。
【0049】
次に、所定時間経過したら、ピエゾ素子に印加した電圧を遮断し、ピエゾ素子を延ばして、転写ローラ110を記録媒体に当接させ、力検知センサと計測回路とを再接続させる(S6)。以降、繰り返し。
記録媒体Pが転写ニップを通過しているときは、バネ150によって、アーム部121と転写ローラ110とが一体となって記録媒体Pを押し圧することとなるので、転写ローラ110がばたつくことがない。
【0050】
上記においては、ピエゾ素子のストローク量は、記録媒体Pの厚みに関係なく一定としているが、記録媒体Pの厚みごとにそのストローク量を変化させるようにしても良い。この場合、記録媒体Pの厚み対応した閾値とピエゾ素子に印加する電圧値をテーブル化して記憶しておく。記録媒体Pの厚みが厚いほど、記録媒体Pの先端が転写ローラ110に突き当たったときに転写ローラ110を押し込む力が強くなる。そして、力検知センサで、力を検知して、検知した値に対応する閾値を見つけ出し、その閾値に対応した電圧値をピエゾ素子に印加する。すると、その記録媒体の厚みに応じた分だけ転写ローラ110がアーム部側へ下がり、転写ローラ110と中間転写ベルト5との隙間が記録媒体の厚みと同程度となる。
【0051】
また、ピエゾ素子に印加する電圧を所定の波形に沿った電圧制御することで、ピエゾ素子の余計な振動を抑制することができる。
【0052】
また、厚みの厚い記録媒体の後端が転写ニップを抜けたときにも、アクチュエータ333を駆動させるようにしても良い。厚みの厚い記録媒体の後端が転写ニップを抜けた後、転写ローラ110が中間転写ベルト5に再び当接するまでの所定時間、中間転写ベルト5に負荷が生じず、中間転写ベルト5の速度が変動してしまい、濃度ムラが生じてしまう。このため、厚みの厚い記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けたときにもアクチュエータ333を駆動させて、転写ローラ110を急峻に中間転写ベルト5に当接させることで、記録媒体の後端が転写ニップを抜けてから、転写ローラ110が中間転写ベルト5に再び当接するまでの時間を短縮する。その結果、中間転写ベルト5に負荷が生じない時間が僅かになり、中間転写ベルト5が速度変動するのを抑制することができ、濃度ムラが生じるのを抑制することができる。
【0053】
具体的には、転写ニップを記録媒体Pが通過する際、感圧抵抗皮膜層114は転写圧により、抵抗値が低下している。そして、記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けた際、感圧抵抗皮膜層114にかかる圧力がなくなり、抵抗値が変化する。この変化を検知したら、アクチュエータ333を駆動させて、アクチュエータ333を伸張させる。このようにアクチュエータ333を伸張させる距離は、記録媒体Pの厚み分とする。このようにアクチュエータ333を伸張させることで、転写ローラ110が中間転写ベルト側へ急峻に移動して、中間転写ベルト5に当接する。その結果、厚みの厚い記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けた後、転写ローラ110が中間転写ベルト5に再び当接するまでの時間を短くし、中間転写ベルト5に負荷変動をほとんど生じなくさせることができ、濃度ムラを抑制することができる。
【0054】
また、記録媒体の先端が転写ニップへ突入すると予測される所定の時間範囲、および、記録媒体の後端が転写ニップを抜けると予測される所定の時間範囲のみ、上記制御を行うことで、信頼性を向上させることができる。一例としては、レジストローラ23から記録媒体Pが搬送されたら、力検知センサで所定時間だけ力を検知するようにする。また、所定時間内に力が検知されないときは、ジャムが発生したとして、ユーザに警告するなどのジャム検知手段として、力検知手段をジャム検知手段と兼用することも可能である。
【実施例4】
【0055】
次に、実施例4の支持解除手段について説明する。この実施例4の支持解除手段は、記録媒体Pの先端が転写ローラ110に当接したかどうかを、転写電圧または転写電流で検知し、この検知結果に基づいて、アクチュエータを駆動させるものである。
図10は、実施例4の支持解除手段430を示す図である。この実施例4の支持解除手段430は、上記図7に示した実施例3の緩衝機構330と同様に、アーム部121に固定された台座434と、転写ローラ110の軸に固定された可動子432と、台座434と可動子432とを連結するアクチュエータ433とを有している。アクチュエータ433は、図示しない電線が延びており、制御回路335に接続されている。転写ローラ110には、転写電界を制御する電源制御装置436が接続されている。電源制御装置436は、定電圧制御または定電流制御している。定電圧制御の場合は、電源制御装置436が転写電圧を常に監視して常に一定の転写電圧がかかるように、電源を制御している。定電流制御の場合は、電源制御装置436が転写電流を常に監視し、常に一定の転写電流が流れるように、電源を制御している。実施例4においては、定電流制御の電源制御装置436を用いている。
【0056】
記録媒体Pの先端が転写ニップ入り口付近に搬送されると、記録媒体Pと空気との誘電率の違いから、一時的に転写電界が変化する。また、記録媒体Pの先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触すると、記録媒体Pに転写電流が流れ出し、転写電流が変化する。また、記録媒体Pの先端が転写ローラ110を押し込んで、転写ローラ110と中間転写ベルト5との間に隙間ができると、転写ローラ110と中間転写ベルトとの間に流れていた電流が遮断され、転写電流が変化する。これらの現象は順番に転写電流の変化となって電流制御装置に検知される。転写電流の変化が比較的大きく、検知しやすいのは、記録媒体Pの先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触したときおよび、転写ローラ110と中間転写ベルト5との間に隙間ができたときである。しかし、転写ローラ110と中間転写ベルト5との間に隙間ができたときの電流値を検知してから、アクチュエータを駆動させたのでは、記録媒体Pが転写ニップ入り口で留まっている可能性があり駆動させるタイミングが遅すぎる。よって、実施例4の支持解除手段430においては、記録媒体Pが転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触したときの転写電流の変化を電源制御装置436で検知して、その検知結果に基づいてアクチュエータ433を駆動させる。
【0057】
図11は、実施例4の支持解除手段430の制御フローである。まず、転写電流を検知して(S1)、記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触したかどうかを検知する。これは、予め、ショックジターが発生する記録媒体のうち最も薄い記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触したときの電流値を記憶しておき、検知した電流値がこの電流値以下であるかどうかで判断している。記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触した場合、すなわち、検知した電流値が予め記憶しておいた電流値以下である場合(S2YES)は、アクチュエータ433(ピエゾ素子)に所定の電圧を所定時間印加して(S3)、転写ローラをアーム側へ引き下げる。所定時間経過したら、アクチュエータ433に印加した電圧を遮断し、アクチュエータ433を延ばして、転写ローラ110を記録媒体Pに当接させる。記録媒体Pが転写ニップを通過しているときは、バネ150によって支持機構120と転写ローラ110とが一体となって記録媒体を押し圧することとなるので、転写ローラ110がばたつくことがなく、所定の転写圧を得ることができる。
【0058】
実施例3の支持解除手段330の場合は、力を検知するので、記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触して、ある程度転写ローラ110を押し込んでから、アクチュエータ333を駆動させることとなる。しかし、実施例4の支持解除手段430は、記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触した瞬間に転写電流が変化するため、記録媒体の先端が転写ローラ110と中間転写ベルト5とに接触した瞬間にアクチュエータ433を駆動させることができる。よって、実施例3の支持解除手段330に比べて、早くアクチュエータを駆動させることができ、実施例3の支持解除手段330に比べて早く記録媒体の厚み分の隙間を形成することができる。よって、実施例3の支持解除手段330に比べて、記録媒体が転写ニップ入り口に留まることをより確実に抑制することができる。
【0059】
この実施例4の支持解除手段430においても、実施例3同様に、記録媒体Pの厚みごとにアクチュエータ433のストローク量を変化させるようにしても良いし、アクチュエータ433に印加する電圧を、所定の波形で電圧制御しても良い。
【0060】
また、この実施例4の支持解除手段430においても、厚みの厚い記録媒体の後端が転写ニップを抜けたときにも、アクチュエータ433を駆動させるようにしても良い。実施例4の支持解除手段430の場合は、後端が転写ニップを抜けると、転写ローラ110と中間転写ベルト5との間に隙間が生じるため、転写ローラ110と中間転写ベルト5間に流れていた電流が遮断され、転写電流が変化する。この変化を電源制御装置436で検知したら、アクチュエータ433を駆動させて、アクチュエータ433を記録媒体Pの厚み分だけ伸張させる。すると、転写ローラ110が急峻に中間転写ベルト側へ移動して、中間転写ベルト5と当接する。これにより、記録媒体Pの後端が転写ニップを抜けて、転写ローラ110が再び中間転写ベルト5に当接するまでの時間を短くすることができ、中間転写ベルト5の速度変動を抑制し、濃度ムラを抑制することができる。
【0061】
さらに、転写電流の検知と、記録媒体が転写ローラ110を押し込む力の検知とを組み合わせて、アクチュエータの駆動タイミングを制御しても良い。転写電流の検知と、記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む力の検知とを組み合わせることで、外乱などによる誤検知を抑制することができる。
【0062】
また、支持解除手段を図12に示すように、転写ニップ入り口側へ傾斜させて、転写ローラ110を搬送方向上流側から下流側へ移動させながら、アーム部側へ移動させるようにしても良い。記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む方向は、図11に示すように右斜め下方である。実施例1〜4の支持解除手段の収縮方向を図12に示すように記録媒体Pが転写ローラ110を押し込む方向に合わせれば、以下の利点を得ることができる。すなわち、記録媒体の先端が転写ローラ110を押しやる方向に転写ローラ110が押しやられる。その結果、記録媒体の先端が記録媒体の厚み分の隙間を形成しているときも、記録媒体が、転写ニップ入り口に留まらず記録媒体搬送方向へ移動する。よって、転写ローラ110が厚み方向のみ移動可能にした支持解除手段に比べて記録媒体が転写ニップに留まることを確実に抑制することができ、中間転写ベルト5のショックジターをより確実に抑制することができる。
【0063】
また、転写ローラ110が記録媒体とともに搬送方向へ移動するため、転写ローラ110が厚み方向のみに移動するものに比べて、記録媒体Pが転写ニップ入り口に留まらないための転写ローラ110が記録媒体の厚み分移動する時間に余裕ができる。すなわち、転写ローラ110が厚み方向のみに移動するものに比べて、転写ローラ110をゆっくり移動させることができるのである。その結果、転写ローラ110が厚み方向のみに移動するものに比べて転写ローラ110の慣性力を弱めることができるので、実施例1、2の受動的な支持解除手段の場合は、より小さな記録媒体の押し込み力で転写ローラ110を押し込めることができ、記録媒体Pが転写ローラ110をよりスムーズに押し込むことができる。よって、転写ニップに記録媒体が留まることをより確実に抑制することができる。また、実施例3、4の能動的な支持解除手段の場合は、アクチュエータで厚み方向に転写ローラ110をアーム側へ引き下げる場合に比べて、より遅い速度で引き下げることができる。よって、同じ応答性をもつアクチュエータを用いた場合、転写ローラ110が厚み方向のみに移動するものに比べて記録媒体の搬送速度を早くしても記録媒体が転写ニップ入り口に留まらずに転写ニップを通過させることが可能となる。
【0064】
さらに、実施例3の能動的な支持解除手段において、アクチュエータで記録媒体の押し込む力を検知するものの場合は、以下の利点を得ることができる。支持解除手段の緩衝方向が傾斜していない場合は、記録媒体が転写ローラ110を押し込む力のうち、厚み方向成分のみを検知することとなる。一方、支持解除手段の緩衝方向を記録媒体が転写ローラ110を押し込む方向とした場合は、記録媒体が転写ローラ110を押し込む力そのものを検知することができる。このため、同一のセンサ機能を有するアクチュエータを用いて、電圧などの変化が生じた瞬間にアクチュエータを駆動させるようにした場合、収縮方向が傾斜していない支持解除手段に比べて、収縮方向が傾斜している支持解除手段の方が早く電圧などの変化が生じる。このため、収縮方向が傾斜していない支持解除手段に比べて図11に示した収縮方向が傾斜している支持解除手段の方がより早いタイミングでアクチュエータを駆動させることができる。これにより、収縮方向が傾斜している支持解除手段の方が、収縮方向が傾斜していない支持解除手段に比べて、より確実に記録媒体が転写ニップ入り口に留まるのを抑制することができる。
【0065】
なお、支持解除手段の傾斜を、記録媒体の転写ローラ押し込み方向に合わせることが最も効果的であるが、支持解除手段を転写ニップ入り口側へ傾斜させるだけでも十分効果的である。
【0066】
本実施形態においては、支持解除手段を複写機の転写装置51に用いた場合について説明したが、これに限られない。例えば、定着装置8に支持解除手段を用いることも可能である。無端移動体である定着ローラと無端移動体である加圧ローラとが当接してニップ部たる定着ニップを形成するニップ形成装置たる定着装置に厚さの厚い記録媒体が搬送された場合、記録媒体の先端が記録媒体の厚さ分の隙間を形成するまで、記録媒体の先端が定着ローラと加圧ローラとに突き当たって定着ニップ入り口に留まってしまう。このとき、定着ニップよりも搬送方向上流側にある転写ニップに記録媒体が挟み込まれている場合は、上記記録媒体の先端が定着ニップ入り口に留まることで、記録媒体の搬送スピードが変化し濃度ムラが生じるおそれがある。このため、定着ローラと加圧ローラのどちらか一方に上記実施例1乃至4で示した支持解除手段を設ける。実施例1、2に示した受動的な支持解除手段を用いた場合は、記録媒体が定着ローラと加圧ローラとに当接すると、バネ乗数が急激に変化して、記録媒体の先端が定着ローラもしくは加圧ローラを容易に押し広げることができ、定着ニップ入り口に留まることなく、定着ニップに記録媒体の厚み分の隙間を形成することができる。よって、記録媒体の搬送スピードが変化することが抑制されるので、濃度ムラが生じるのを抑制することができる。記録媒体の先端が通過した後は、バネが十分収縮しているので、所定の定着圧で記録媒体のトナー像を定着することができる。
【0067】
また、実施例3、4に示した能動的な支持解除手段を用いた場合は、記録媒体の先端が定着ローラと加圧ローラとに当接すると、定着ローラもしくは加圧ローラが定着ニップを広げる方向に移動し、記録媒体の厚み分の隙間を形成する。これにより、記録媒体が定着ニップ入り口に留まることが抑制され、濃度ムラが生じるのを抑制することができる。記録媒体の先端が通過した後は、アクチュエータの駆動をOFFにすることで所定の定着圧で記録媒体のトナー像を定着することができる。
【0068】
(1)
以上、本実施形態のニップ形成装置によれば、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるとき以外は、無端移動体は、付勢手段によって、支持手段と無端移動体とが一体となって他方の無端移動移動体に向けて付勢されている。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるとき以外は、支持手段がフライホイールのような働きとなり、記録媒体が無端移動体を押しやるときの無端移動体の記録媒体に対する抗力が、支持手段と無端移動体との慣性力となる。その結果、無端移動体の質量が小さくても無端移動体がニップ部を通過する記録媒体の凹凸などによりばたつくことがなく、所定のニップ圧を得ることができる。
一方、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときは、支持手段の無端移動体の支持が支持解除手段により解除される。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときは、無端移動体の支えが無くなり、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときの無端移動体の記録媒体に対する抗力が無端移動体の慣性力となる。その結果、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を容易に押しやることができ、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体がニップ部入り口に留まる時間を短くすることができる。
(2)
また、本実施形態のニップ形成装置は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときに、支持手段の記録媒体の厚み方向の長さを急激に減少させることで、無端移動体の支持が一瞬なくなったような状態を作りだすことができる。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときの無端移動体の記録媒体に対する抗力が無端移動体の慣性力のみとなり、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体がニップ部入り口に留まる時間を短くすることができる。
(3)
また、本実施形態の転写装置によれば、転写ローラを支持する支持手段たる支持機構と、転写ローラおよび支持機構を一体的に像担持体たる中間転写ベルト方向に付勢する付勢手段たるバネと、支持解除手段とを備えている。所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるとき以外は、転写ローラは、付勢手段によって、支持機構と転写ローラとが一体となって中間転写ベルトに向けて付勢されている。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるとき以外は、支持機構がフライホイールのような働きとなり、転写ローラを押しやるときの転写ローラの記録媒体に対する抗力が、支持機構と転写ローラとの慣性力となる。その結果、転写ローラの質量が小さくても転写ローラがニップ部を通過する記録媒体の凹凸などによりばたつくことがなく、所定のニップ圧を得ることができる。
一方、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときは、転写ローラの支持が支持解除手段により解除される。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときは、転写ローラの支えが無くなり、所定以上の厚さの記録媒体の先端が無端移動体を押しやるときの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が転写ローラの慣性力となる。その結果、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを容易に押しやることができ、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体が転写ニップ入り口に留まる時間を短くすることができ、中間転写ベルトの負荷変動を抑えることができる。よって、中間転写ベルトの速度変動が抑えられて、ショックジターの発生を抑えることができる。
(4)
また、本実施形態の転写装置によれば、実施例1、2に示すように支持解除手段を、記録媒体の先端が上記転写ローラを押しやると、バネ乗数が急激に減少するような構成としている。通常時(所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるとき以外)は、バネ乗数が高いので、支持解除手段は、ほとんど記録媒体の厚み方向に変形することがなく、転写ローラと支持機構とが一体的に記録媒体の厚み方向に移動する。その結果、通常時転写ローラを押しやるときの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が、支持機構と転写ローラとの慣性力となり、記録媒体の凹凸などで転写ローラがばたつくことが抑制される。所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときは、バネ乗数が急激に減少する。すると、バネが記録媒体の厚み方向に急激に縮んで、支持解除手段の記録媒体の転写ローラを支持していた部分であるバネの厚み方向の長さが急激に減少する。その結果、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときは、支持機構の一部(アーム部)と、転写ローラとが一体的に記録媒体の厚み方向に移動しなくなる。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が転写ローラの慣性力のみとなり、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体がニップ部入り口に長時間留まることを抑制することができ、中間転写ベルトの負荷変動を抑えることができる。
(5)
また、本実施形態の転写装置によれば、実施例1に示すように支持解除手段を、バネ乗数の異なる2つのバネで構成し、記録媒体の先端が転写ローラを押し込むときは、バネ乗数の低い方のバネが機能するように構成している。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときに、バネ乗数を急激に減少させることができる。
(6)
また、本実施形態の転写装置によれば、実施例2に示すように支持解除手段を、記録媒体の先端が上記転写ローラを押し込むと、弦巻バネが座屈するように構成しても良い。弦巻バネが座屈していないときは、高い抗力を有しているが、座屈することで、その抗力が急激に減少する。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときに、バネ乗数を急激に減少させることができる。
(7)
また、本実施形態の転写装置によれば、実施例3、4で示すように支持解除手段を、検知手段で記録媒体の先端の上記転写ローラの押し込みを検知してこの検知結果に基づいてアクチュエータを駆動させるようにしても良い。検知手段がある閾値以上の転写ローラの押し込みを検知したら、支持解除手段の転写ローラを支持する部分であるアクチュエータを収縮させて、その記録媒体の厚み方向の長さを急激に減少させる。その結果、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときは、支持機構の一部(アーム部)と、転写ローラとが一体的に記録媒体の厚み方向に移動しなくなる。これにより、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラを押しやるときの転写ローラ側の記録媒体に対する抗力が転写ローラの慣性力となり、記録媒体の厚み分の隙間を素早く形成することができる。その結果、記録媒体がニップ部入り口に長時間留まることを抑制することができ、中間転写ベルトの負荷変動を抑えることができる。
(8)
また、本実施形態の転写装置によれば、上記検知手段で上記記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知し、この検知結果に基づき上記アクチュエータを駆動させている。検知手段で上記記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知したら、アクチュエータを駆動させて記録媒体の厚み分だけ伸張させる。すると、転写ローラが急峻に中間転写ベルト側へ移動して、中間転写ベルトと当接する。これにより、記録媒体の後端が転写ニップを抜けて、転写ローラが再び中間転写ベルトに当接するまでの時間を短くすることができ、中間転写ベルトの速度変動を抑制し、濃度ムラを抑制することができる。
(9)
本実施形態の転写装置によれば、実施例3の支持解除手段に示すように、記録媒体の先端が上記転写ローラを押し込む力を検知する力検知センサを設け、この力検知センサの検知結果に基づき、アクチュエータを駆動させている。力検知センサの検知結果がある閾値以上である場合は、アクチュエータを駆動させる。これにより、記録媒体が転写ニップ入り口に留まることなく移動することができる。
(10)
また、実施例3の支持解除手段においては、アクチュエータが力センサを兼ねるようにしても良い。これにより、押し込み力を検知するセンサを別に設ける必要がなくなり、支持解除手段のコストダウンを図ることができる。
(11)
また、実施例4の支持解除手段においては、中間転写ベルトと転写ローラとの間の転写電流または転写電圧の変化で、記録媒体の先端の転写ローラの押し込みまたは記録媒体の後端が上記転写ニップを抜けたことを検知するようにしている。転写電流または転写電圧は、記録媒体の先端が転写ローラと中間転写ベルトとに接触した瞬間、または抜けた瞬間に変化する。よって、記録媒体の先端が転写ローラと中間転写ベルトとに接触した瞬間に記録媒体の先端が転写ローラを押し込むことを検知してアクチュエータを駆動させることができる。これにより、アクチュエータの駆動のタイミングを早めることができ、記録媒体を転写ニップ入り口に留まるのを確実に抑制することができる。
(12)
また、本実施形態の転写装置によれば、上記支持解除手段は、上記転写ローラを搬送方向上流側から下流側へ、かつ、中間転写ベルトから離れる方向に移動させる。これにより、記録媒体が転写ローラを押し込む方向に転写ローラを移動させることができる。その結果、記録媒体が転写ローラとともに記録媒体搬送方向へ移動しながら、記録媒体の厚み分の隙間が形成されることとなる。よって、記録媒体が転写ローラを押し込んで記録媒体の厚み分の隙間を形成している間も、記録媒体が記録体搬送方向へ移動するため、記録媒体が転写ニップ入り口で留まることが確実に抑制される。
支持解除手段が厚み方向のみ収縮する場合は、転写ローラを支持機構側へ急峻に下げて、すばやく記録媒体の厚み分の隙間を形成しなければ、記録媒体が転写ニップ入り口に留まってしまう。しかし、記録媒体が転写ローラを押し込む方向に収縮させることで、記録媒体が転写ローラを押し込んで記録媒体の厚み分の隙間を形成している間も、記録媒体が記録体搬送方向へ移動することができる。よって、支持解除手段が厚み方向のみ収縮する場合に比べて、記録媒体の厚み分の隙間を形成する時間が遅くても、記録媒体が転写ニップ入り口に留まることがない。
(13)
また、本実施形態の画像形成装置によれば、上記(3)〜(12)いずれかの特徴をもつ転写装置を備えているので、ショックジターのない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】実施形態に係る複写装置の概略構成図。
【図2】転写装置の概略構成図。
【図3】記録媒体の先端が転写ニップに突入したときの模式図。
【図4】実施例1の支持解除手段を示す図。
【図5】(a)は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110に突き当たってから、記録媒体の厚み分の隙間を形成するまでの記録媒体が転写ローラ110を押しやる力に対する抗力の変化を示す図。(b)は、所定以上の厚さの記録媒体の先端が転写ローラ110に突き当たってから、記録媒体の厚み分の隙間を形成するまでの転写ローラ110の移動量を示す図である。
【図6】実施例2の支持解除手段を示す図。
【図7】実施例3の支持解除手段を示す図。
【図8】実施例3の支持解除手段に用いられる転写ローラを示す図。
【図9】実施例3の支持解除手段の制御フロー図。
【図10】実施例4の支持解除手段を示す図。
【図11】実施例4の支持解除手段の制御フロー図。
【図12】非緩衝機構の緩衝動作方向を傾斜された例を示す図。
【符号の説明】
【0070】
1 画像形成部
2 給紙部
3 読取部
4 排紙収納部
5 中間転写ベルト
6 作像部
7 露光装置
8 定着部
20 シート
21 給紙トレイ
22 給紙装置
23 レジストローラ
25 ピックアップローラ
26 給紙ローラ
27 リバースローラ
51 転写装置
52 中間転写クリーニング装置
61 感光体
62 帯電装置
63 現像装置
64 クリーニング装置
110 転写ローラ
111 芯金
112 ゴム層
113 金属層
114 感圧抵抗皮膜層
120 支持機構
121 アーム部
123 バネ
130、230、330、430 支持解除手段
131 板バネ
132、232、332、432 可動子
133 コイルバネ
134、234、334、434 台座
233 弦巻バネ
333、433 アクチュエータ




 

 


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