(57)【要約】【課題】簡単な構成にて中間転写ベルトを安定して走行させ、良好な画像が得られる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、駆動ローラー２５を含む複数のローラーに走行可能に張架され、感光体１１ａ〜１１ｄ上に形成されたトナー像が１次転写される中間転写ベルト１７と、中間転写ベルト１７に１次転写されたトナー像を用紙Ｐに転写する２次転写ローラー３４と、を備える。中間転写ベルト１７は、基材層１７ａに弾性層１７ｂを積層して構成される。駆動ローラー２５は、表層部２５ｂをゴム材にて形成され、表層部２５ｂと中間転写ベルト１７との圧接により、中間転写ベルト１７を走行させる。２次転写ローラー３４は、駆動ローラー２５と同一のモーター５１によって回転する。２次転写ローラー３４の外周面３４ｓの速度は、中間転写ベルト１７の表面の速度より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
駆動ローラーを含む複数のローラーに走行可能に張架され、前記各像担持体上に形成されたトナー像が１次転写される無端状の中間転写ベルトと、
該中間転写ベルトを介して前記駆動ローラーと圧接し、前記中間転写ベルトの表面に重ね合わせた前記トナー像を記録媒体に２次転写する２次転写ローラーと、を備えた画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、基材層に弾性層を積層して構成され、
前記駆動ローラーは、表層部をゴム材にて形成され、前記表層部と前記中間転写ベルトとの圧接により、前記中間転写ベルトを走行させ、
前記２次転写ローラーは、前記駆動ローラーと同一の駆動源によって回転し、
前記２次転写ローラーの外周面の速度は、前記中間転写ベルトの表面の速度より小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写ベルトの表面に対する前記２次転写ローラーの外周面の速度比は、０．９４より大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動ローラーは、前記中間転写ベルトを張架することにより、前記中間転写ベルトが巻き付く巻き付き部を形成し、
前記２次転写ローラーは、前記中間転写ベルトに圧接する圧接部を有してなり、
前記圧接部において圧接力が最大となる最大圧接部は、前記巻き付き部より前記中間転写ベルトの走行方向の上流側に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンデム式のカラー画像形成装置では、複数の像担持体上にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像が形成され、像担持体上に形成された各色のトナー像は、１次転写部により走行する中間転写ベルト上に順次重畳して転写され、カラー用のトナー像が中間転写ベルト上に形成される。中間転写ベルト上のトナー像が２次転写部に移動するタイミングに合わせて、２次転写部に向けて記録媒体が搬送され、中間転写ベルト上のトナー像が２次転写部により記録媒体上に転写される。イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナー像を１次転写部により中間転写ベルト上に転写する際に、各トナー像の位置ズレを低減させて良好なカラー画像を得るために、中間転写ベルトを安定して走行させることが必要となる。
【０００３】
例えば特許文献１記載の画像形成装置は、２次転写ローラーが回転すると、２次転写ローラーに連れまわる連れ回りローラーが設けられ、この連れ回りローラーの回転軸上にエンコーダ等の回転速度検出装置が設けられている。回転速度検出装置が連れ回りローラーを介して２次転写ローラーの表面速度を検知し、検知した２次転写ローラーの表面速度に基づいて、２次転写ローラーが常に一定の表面速度で回転するように、２次転写ローラーを回転駆動させるモーターを制御して、中間転写ベルトを安定して走行させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７６１４９号公報（段落［００１５］、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、中間転写ベルトを安定して走行させるために、特許文献１記載の画像形成装置では、２次転写ローラーの回転速度を検知する回転速度検出装置及び連れ回りローラーが必要となり、さらに中間転写ベルト及び２次転写ローラーを夫々回転駆動させる駆動源が必要となり、装置が大型化するとともにコストアップを伴うものであった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成にて中間転写ベルトを安定して走行させ、良好な画像が得られる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】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、複数の像担持体と、駆動ローラーを含む複数のローラーに走行可能に張架され、前記各像担持体上に形成されたトナー像が１次転写される無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトを介して前記駆動ローラーと圧接し、前記中間転写ベルトの表面に重ね合わせた前記トナー像を記録媒体に２次転写する２次転写ローラーと、を備えた画像形成装置において、前記中間転写ベルトは、基材層に弾性層を積層して構成され、前記駆動ローラーは、表層部をゴム材にて形成され、前記表層部と前記中間転写ベルトとの圧接により、前記中間転写ベルトを走行させ、前記２次転写ローラーは、前記駆動ローラーと同一の駆動源によって回転し、前記２次転写ローラーの外周面の速度は、前記中間転写ベルトの表面の速度より小さいことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、中間転写ベルトと２次転写ローラーとが圧接する２次転写部に連続して記録媒体を搬送して、連続印刷する場合、２次転写部で中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に２次転写するとき、駆動ローラーの表層部がゴム材からなり、また２次転写ローラーの外周面の速度が中間転写ベルトの表面の速度より小さいことで、中間転写ベルトは記録媒体に対してスリップすることなく走行する。一方、中間転写ベルトと２次転写ローラーとの間に記録媒体が介在しないとき、駆動ローラーの外周面がゴム材からなり、また２次転写ローラーの表面の速度が中間転写ベルトの外周面の速度より小さいことで、中間転写ベルトは駆動ローラーに対してスリップすることなく走行し、２次転写部において記録媒体の有無に係らず、中間転写ベルトは安定して走行する。
【０００９】
また、中間転写ベルトが基材層に弾性層を積層して構成されることで、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に２次転写する場合、中間転写ベルト及び２次転写ローラーの圧接力が記録媒体の全体に均一に作用し、中抜け画像の発生を防ぐことで、良好な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を示す断面図
【図２】実施形態である２次転写部を示す断面図
【図３】実施形態である駆動ローラー及び２次転写ローラーの回転機構を示す断面平面図
【図４】中間転写ベルトに対する２次転写ローラーの外周面の速度比における色ずれ量を示す図
【図５】中間転写ベルトに対する前記２次転写ローラーの外周面の速度比における等倍度のバラツキを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、回転可能である感光体１１ａ〜１１ｄは、感光層を形成する感光材料として、有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられ、図１の左側からブラック、マゼンタ、シアン、及びイエローの各色に対応させて配設される。各感光体１１ａ〜１１ｄの周囲に、現像装置２ａ〜２ｄ、露光ユニット１２、帯電器１３ａ〜１３ｄ及びクリーニング装置１４ａ〜１４ｄが配設される。
【００１３】
現像装置２ａ〜２ｄは、感光体１１ａ〜１１ｄの右方に夫々対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄにトナーを供給する。帯電器１３ａ〜１３ｄは、感光体の回転方向に対し現像装置２ａ〜２ｄの上流側であって感光体１１ａ〜１１ｄの表面に対向して配置され、感光体１１ａ〜１１ｄの表面を一様に帯電させる。
【００１４】
露光ユニット１２は、パーソナルコンピューター等から画像入力部（図略）に入力された文字や絵柄などの画像データに基づいて、感光体１１ａ〜１１ｄを走査露光するためのものであり、現像装置２ａ〜２ｄの下方に設けられる。露光ユニット１２には、レーザー光源、ポリゴンミラーが設けられ、各感光体１１ａ〜１１ｄに対応して反射ミラー及びレンズが設けられる。レーザー光源から出射されたレーザー光が、ポリゴンミラー、反射ミラー及びレンズを介して、帯電器１３ａ〜１３ｄの感光体の回転方向の下流側から、各感光体１１ａ〜１１ｄの表面に照射される。照射されたレーザー光により、感光体１１ａ〜１１ｄの表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２ａ〜２ｄによりトナー像に現像される。
【００１５】
無端状の中間転写ベルト１７は、駆動ローラー２５とテンションローラー６、７、及び従動ローラー２７に張架されている。駆動ローラー２５は図示しないモーターによって回転駆動させられ、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５の回転によって循環駆動させられる。
【００１６】
この中間転写ベルト１７に接触するように感光体１１ａ〜１１ｄが中間転写ベルト１７の下方で回転方向（図１の矢印方向）に沿って隣り合うように配列されている。１次転写ローラー２６ａ〜２６ｄは、中間転写ベルト１７を介して感光体１１ａ〜１１ｄと対向し、中間転写ベルト１７に圧接して１次転写部を形成する。この１次転写部において、中間転写ベルト１７の回転とともに所定のタイミングで各感光体１１ａ〜１１ｄのトナー像が中間転写ベルト１７に順次転写される。これにより、中間転写ベルト１７表面にはイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたトナー像が形成される。
【００１７】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を介して駆動ローラー２５と対向し、中間転写ベルト１７に圧接することで２次転写部を形成する。この２次転写部において、中間転写ベルト１７表面に担持されたトナー像が記録媒体である用紙Ｐに転写される。転写後に、ベルトクリーニング装置３１が中間転写ベルト１７に残存するトナーを清掃する。
【００１８】
画像形成装置１内の下方には、用紙Ｐを収納する給紙カセット３２が配設され、給紙カセット３２の右方には、手差しの用紙Ｐを給送するスタックトレイ３５が配設される。給紙カセット３２の左方には、給紙カセット３２から送り出された用紙Ｐを中間転写ベルト１７の２次転写部に搬送する第１用紙搬送路３３が配設される。また、スタックトレイ３５の左方には、スタックトレイ３５から送り出された用紙Ｐを２次転写部に搬送する第２用紙搬送路３６が配設される。更に、画像形成装置１の左上方には、トナー像が形成された用紙Ｐに対して定着処理を行う定着部１８と、定着処理の行われた用紙Ｐを用紙排出部３７に搬送する第３用紙搬送路３９とが配設される。
【００１９】
給紙カセット３２は、画像形成装置１の外部（図１の紙面の表側）に引き出すことにより用紙Ｐの補充を可能にしたもので、収納されている用紙Ｐがピックアップローラー３３ｂ及び捌きローラー対３３ａにより１枚ずつ第１用紙搬送路３３側に送り出される。
【００２０】
第１用紙搬送路３３と第２用紙搬送路３６とはレジストローラー対３３ｃの手前で合流しており、レジストローラー対３３ｃにより、中間転写ベルト１７における画像形成動作と給紙動作とのタイミングを取って、用紙Ｐが２次転写部に搬送される。２次転写部に搬送された用紙Ｐは、転写バイアスが印加された２次転写ローラー３４によって、中間転写ベルト１７上のトナー像を２次転写され、定着部１８に搬送される。
【００２１】
定着部１８は、ヒーター等により加熱される定着ベルトと、定着ベルトに内接する定着ローラーと、定着ベルトを介して定着ローラーに圧接して配設された加圧ローラー等とを備え、未定着トナー像が転写された用紙Ｐを加熱及び加圧することにより定着処理を行う。用紙Ｐは、定着部１８によってトナー像が定着された後、必要に応じて第４用紙搬送路４０で反転されて用紙Ｐの裏面にも２次転写ローラー３４によってトナー像が２次転写され、定着部１８で定着処理される。トナー像が定着された用紙Ｐは第３用紙搬送路３９を通って、排出ローラー対１９ａにより用紙排出部３７に排出される。
【００２２】
２次転写部の詳しい構成を図２に示す。図２は２次転写部の断面図である。
【００２３】
中間転写ベルト１７は、内周側から順に、基材層１７ａと弾性層１７ｂ及びコート層１７ｃで構成される無端状の導電性ベルトからなる。基材層１７ａが駆動ローラー２５及びテンションローラー７に接触し、コート層１７ｃが２次転写ローラー３４に接触している。
【００２４】
基材層１７ａは、中間転写ベルト１７の構造体としての剛性を備えるとともに所定の体積抵抗率（本実施形態では１０9.7Ω・ｃｍ）を備え、例えば、厚み１５０μｍのＰＶＤＦ（登録商標）（ポリフッ化ビニリデン）等からなる。
【００２５】
弾性層１７ｂは、中間転写ベルト１７表面のトナー像を用紙Ｐに２次転写する場合、中間転写ベルト１７及び２次転写ローラー３４の圧接力が用紙Ｐの全体に均一に作用し、重畳したトナー像の中抜け画像の発生を防ぐものであり、例えば、厚み２６５μｍのＣＲ（クロロプレン）等で所定の弾性を有するゴム材からなる。
【００２６】
コート層１７ｃは、基材層１７ａ及び弾性層１７ｂを保護するとともに離型性を付与するものであり、例えば、厚み５μｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂からなる。
【００２７】
駆動ローラー２５は、アルミニウム等の管状の芯金２５ａと、芯金２５ａの外周面に設けられる表層部２５ｂとを備える。表層部２５ｂは、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン）等のゴム材からなり、例えば、厚み１ｍｍで外径２７ｍｍのサイズで芯金２５ａ上に固着される。また、表層部２５ｂは、中間転写ベルト１７を張架する場合、その外周面２５ｍから外周面２５ｎの範囲（巻き付き部２５ｐ）において中間転写ベルト１７の内面が巻き付く。
【００２８】
巻き付き部２５ｐは、ゴム材による表層部２５ｂの弾性により、張架された中間転写ベルト１７の内面を強く保持する。駆動ローラー２５の巻き付き部２５ｐの保持力により、駆動ローラー２５が回転したとき、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５に対して滑ることなく安定して走行する。
【００２９】
２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７に担持されたトナー像を用紙Ｐに転写するものである。２次転写ローラー３４の外周面は、導電性を有するエピクロルヒドリン等の発泡体ゴム等で形成され、例えば、外径が２１．１ｍｍであって、１０００Ｖの転写バイアスを印加した時の体積抵抗率が１０7Ω・ｃｍ程度に調整される。
【００３０】
また、２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト１７を介して駆動ローラー２５に押圧されることで、２次転写ローラー３４の外周面３４ｓは中間転写ベルト１７に圧接している。２次転写ローラー３４の外周面３４ｓの圧接部において、圧接力が最大となる最大圧接部３４ａは、巻き付き部２５ｐの外周面２５ｍに対して走行方向Ｂの上流側に位置する。即ち、最大圧接部３４ａは、駆動ローラー２５の巻き付き部２５ｐに対して中間転写ベルト１７の走行方向Ｂの上流側に配置される。このことにより、中間転写ベルト１７と２次転写ローラー３４との間の２次転写部には、２次転写の直前の空間が発生しなくなり、２次転写前の２次転写ローラー３４による異常放電が抑えられ、その結果、異常放電による画像の乱れが防止される。
【００３１】
また、２次転写ローラー３４は、駆動ローラー２５と同一の駆動源により回転する。図３に２次転写ローラー３４が回転する構成を示す。図３は駆動ローラー２５及び２次転写ローラー３４の回転機構を示す断面平面図である。
【００３２】
駆動ローラー２５の軸方向の一端側には、第１ギア５２が設けられ、第１ギア５２の回転により駆動ローラー２５は回転する。第１ギア５２は、図示しないトルクメーターを介して駆動源であるモーター５１に接続される。モーター５１はＤＣモーターからなる。
【００３３】
２次転写ローラー３４の軸方向の一端側には、第２ギア５３が設けられ、第２ギア５３の回転により２次転写ローラー３４は回転する。第２ギア５３は第１ギア５２に噛合う。
【００３４】
モーター５１が回転駆動すると、第１ギア５２が回転し、第１ギア５２の回転によって駆動ローラー２５が正方向（図２の時計回り方向）に回転する。駆動ローラー２５の回転により、駆動ローラー２５及び従動ローラー２７（図１参照）に張架される中間転写ベルト１７が走行する。また、モーター５１の駆動によって第１ギア５２が回転すると、第１ギア５２の回転によって第２ギア５３を介して２次転写ローラー３４が逆方向（図２の反時計回り方向）に回転する。
【００３５】
２次転写ローラー３４と中間転写ベルト１７の圧接部（２次転写部）において、２次転写ローラー３４及び中間転写ベルト１７の外周面は互いに同方向に移動し、中間転写ベルト１７上のトナー像は２次転写部に搬送される用紙Ｐに転写される。
【００３６】
ここで、本実施形態では、第１ギア５２及び第２ギア５３のギア比や２次転写ローラー３４のローラー外径を所定の数値に設定することで、２次転写ローラー３４の外周面３４ｓ（図２参照）の速度は、中間転写ベルト１７の表面の速度より小さくなっている。この構成より、２次転写部で中間転写ベルト１７上のトナー像を用紙Ｐに２次転写するとき、中間転写ベルト１７は用紙Ｐに対してスリップすることなく走行する。また、中間転写ベルト１７と２次転写ローラー３４との間に用紙Ｐが介在しないとき、中間転写ベルト１７は駆動ローラー２５に対してスリップすることなく走行する。連続印刷する場合、２次転写部における用紙Ｐの有無に係らず、中間転写ベルト１７は安定して走行するために、１次転写時、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像の位置ズレ（色ずれ）を低減させて良好なカラー画像が得られる。
【００３７】
ここで、中間転写ベルト１７に対する２次転写ローラー３４の速度比の差異による色ずれ量を図４に示す。図４のグラフの横軸は速度比を示し、具体的には中間転写ベルト１７の表面（トナー像の担持面）の速度に対する２次転写ローラー３４の外周面３４ｓの速度比Ｖｒである。グラフの縦軸は色ずれ量を示し、色ずれ量はトナー像の単位ドットに対する各トナー像同士の位置ずれ量を示す。
【００３８】
色ずれ量を評価するために、中間転写ベルト１７は、基材層１７ａの厚みを１５０μｍとして、弾性層１７ｂとコート層１７ｃを含めた厚みを４２０μｍとした。また、２次転写ローラー３４のローラー径が２１．１ｍｍであり、駆動ローラー２５のローラー径が２７ｍｍである。
【００３９】
中間転写ベルト１７の表面速度が１３４．５２ｍｍ／ｓｅｃとなるようにモーター５１の回転数と、モーター駆動ギア及び第１ギア５２のギア比を設定し、また、２次転写ローラー３４の外周面速度が１３１．４ｍｍ／ｓｅｃとなるように第１ギア５２、第２ギア５３のギア比を設定した。これにより、中間転写ベルト１７に対する２次転写ローラー３４の速度比Ｖｒは０．９７７となる。
【００４０】
この速度比Ｖｒ＝０．９７７において連続印刷した場合、図４に示すように色ずれ量が低印字時で１．２ドット、高印字時で１．１ドットの色ずれ量となり、良好な結果が得られた。尚、図４の色ずれ量は、Ａ３サイズの３枚の用紙を連続印刷し、ブラックのトナー像に対するイエローの色ずれ量を、各用紙で２０ヶ所測定しその標準偏差３σの値である。また、「低印字」は、色ずれ量を測定する箇所にのみ４色を印字した場合であり、「高印字」は、用紙の全面に４色を印字した場合である。
【００４１】
２次転写ローラー３４のローラー径や第１ギア５２及び第２ギア５３のギア比を替えて、速度比Ｖｒ＝０．９７７以外においても上記同様に連続印刷を行い、色ずれ量を測定した。その結果、図４に示すように、中間転写ベルト１７に対する２次転写ローラー３４の速度比Ｖｒが小さい場合（速度比Ｖｒが１以下の場合）、「低印字」、「高印字」ともに色ずれ量が略２ドット以下となり、良好な結果が得られた。
【００４２】
次に、中間転写ベルト１７に対する２次転写ローラー３４の速度比Ｖｒの差異による等倍度のバラツキを図５に示す。図５のグラフの横軸は、図４のグラフと同様に、中間転写ベルト１７の表面（トナー像の担持面）の速度に対する２次転写ローラー３４の外周面３４ｓの速度比Ｖｒを示し、グラフの縦軸は等倍度のバラツキ（単位：％）を示す。等倍度のバラツキは、中間転写ベルト１７の速度に対して２次転写ローラー３４の速度が異なることで、中間転写ベルト１７上のトナー像が用紙Ｐの搬送方向の所定の位置に転写されず、所定のサイズとは異なるサイズの画像が用紙Ｐに形成されることである。
【００４３】
２次転写ローラー３４のローラー径や第１ギア５２及び第２ギア５３のギア比を替えて、速度比Ｖｒが０．９２から１．０３の範囲で、等倍度のバラツキを評価した。評価画像はＡ３用紙の前側端部及び後側端部からそれぞれ２５ｍｍ位置にて、副走査方向で４００ｍｍが測定できる細線画像であり、バラツキ評価の為、画像形成装置１０台にて、Ａ３用紙を連続して１０枚印字し、等倍度のバラツキは、目標の４００ｍｍに対しての最大ズレをパーセントで示したものである。図５に示すように、速度比Ｖｒが０．９４〜１．０１の範囲では、等倍度のバラツキが０．１３％以下で良好であった。従って、速度比Ｖｒは０．９４より大きいことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、中間転写ベルト上に重ね合わせたトナー像を記録媒体に転写する画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    画像形成装置
６、７    テンションローラー
１１ａ〜１１ｄ    感光体（像担持体）
１７    中間転写ベルト
１７ａ    基材層
１７ｂ    弾性層
１７ｃ    コート層
２５    駆動ローラー
２５ａ    芯金
２５ｂ    表層部
２５ｐ    巻き付き部
２６ａ〜２６ｄ    １次転写ローラー
２７    従動ローラー
３４    ２次転写ローラー
３４ａ    最大圧接部
３４ｓ    外周面
５１    モーター（駆動源）
５２    第１ギア
５３    第２ギア
Ｂ    走行方向
Ｐ    用紙
【図１】
2014109591.tif 000003
【図２】
2014109591.tif 000004
【図３】
2014109591.tif 000005
【図４】
2014109591.tif 000006
【図５】
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