(57)【要約】【課題】  複雑な制御が不要な、熱膨張の影響のない安定した画像位置精度が維持できる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  レジストローラで一時停止させてから、再スタートさせた転写材の表面に、像担持体上に形成された第１のトナー像を転写する転写手段と、転写された前記転写材を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記レジストローラを加熱する加熱手段を有し、前記レジストローラを熱膨張させるように前記加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
2006313195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジストローラで一時停止させてから、再スタートさせた転写材の表面に、像担持体上に形成された第１のトナー像を転写する転写手段と、転写された前記転写材を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記レジストローラを加熱する加熱手段を有し、前記レジストローラを熱膨張させるように前記加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも前記レジストローラで転写材を搬送する前に前記制御手段が前記加熱手段を作動させる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】
レジストローラで一時停止させてから、再スタートさせた転写材の表面に、像担持体上に形成された第１のトナー像を転写する転写手段と、転写された前記転写材を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記レジストローラを冷却する冷却手段を有し、前記レジストローラの熱膨張を抑えるように前記冷却手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記レジストローラの表面温度が所定温度以上に達した場合に前記制御手段が前記冷却手段を作動させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記加熱手段と前記冷却手段の双方を有し、前記レジストローラの径を略一定に維持すべく制御可能なことを特徴とする請求項１または３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成装置は反転搬送手段を有し前記転写材の裏面に第２のトナー像を転写、定着可能なることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項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、電子写真複写機、プリンタ及びこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置に関し、特に、転写材の搬送位置精度を維持する制御手段を有する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においては、転写材の搬送方向の画像位置を一致させるため、レジストローラで転写材を一時停止させて、その後、トナー像と同期させて転写材を再スタートさせる方式が一般的に用いられている。
【０００３】
しかしながら、トナーを熱により転写材に定着させる工程があるため、連続プリント時に機械内部の温度上昇に伴い、転写材の搬送手段の温度変動による搬送速度がばらつき転写不良、色ずれ等の問題が発生しがちである。
【０００４】
このような問題を防止するために、転写材搬送ベルトの駆動ローラの表面に温度センサを当接するように設け、温度変化に応じた前記駆動ローラの芯金ローラ径およびゴム厚から、ＣＰＵによって駆動ローラ径を算出し、その表面線速度（搬送ベルトの移動速度）の変化量を算出し、駆動ローラを駆動するパルスモータの駆動パルスを制御して搬送ベルトの移動速度を一定にする方式（例えば、特許文献１参照）や、転写材搬送ベルトの駆動ローラを、定着熱源から離れた転写手段の上流側に配し、当該駆動ローラの回転トルクを、所定の回転トルクでスリップを発生するトルクリミッタを介して下流側の従動ローラに伝達するとともに、従動ローラのベルト搬送速度を駆動ローラのそれよりも大きく設定する方式（例えば、特許文献２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平９−２８１８７１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案の方式は温度検知を行い、画像形成または搬送制御にフィードバックする構成であるため制御が複雑となり信頼性を十分に確保しにくい。
【０００６】
本発明は、複雑な制御が不要な、熱膨張の影響のない安定した画像位置精度が維持でき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】
本目的は、下記の構成によって達成される。
【０００８】
（１）レジストローラで一時停止させてから、再スタートさせた転写材の表面に、像担持体上に形成された第１のトナー像を転写する転写手段と、転写された前記転写材を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記レジストローラを加熱する加熱手段を有し、前記レジストローラを熱膨張させるように前記加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置（第１の発明）。
【０００９】
（２）レジストローラで一時停止させてから、再スタートさせた転写材の表面に、像担持体上に形成された第１のトナー像を転写する転写手段と、転写された前記転写材を定着する定着手段とを有する画像形成装置において、前記レジストローラを冷却する冷却手段を有し、前記レジストローラの熱膨張を抑えるように前記冷却手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。
【発明の効果】
【００１０】
レジストローラの温度を一定に保つことでローラの熱膨張による転写材搬送速度変動を減少し、画像位置精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
はじめに、本発明に係わる定着装置を装着する画像形成装置について説明する。
【００１２】
本発明の実施の形態における説明では、本明細書に用いる用語により本発明の技術範囲が限定されることはない。
【００１３】
図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【００１４】
図１において、１０は像担持体である感光体、１１は帯電手段であるスコロトロン帯電器、１２は画像書き込み装置、１３は現像装置、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体１０、スコロトロン帯電器１１、現像装置１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。
【００１５】
各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。
【００１６】
中間転写ベルト２０は駆動ローラ２１、アースローラ２２、テンションローラ２３、除電ローラ２７、従動ローラ２４に張架され、これらのローラと中間転写ベルト２０、転写器２５、クリーニング装置２８等でベルトユニット３を構成する。
【００１７】
中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。
【００１８】
感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転する。
【００１９】
読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は画像形成レーザで光信号に変換され、画像書き込み装置１２によって感光体１０上に投光される。
【００２０】
現像装置１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。
【００２１】
中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０6〜１０12Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。
【００２２】
２５は転写器で、トナーと反対極性の直流が印加され、感光体１０上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。転写器２５としてはコロナ放電器の他に転写ローラを用いることもできる。
【００２３】
２６はアースローラ２２から当接および当接解除可能な転写手段としての転写ローラで、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像を転写材Ｐに再転写する。
【００２４】
２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで従動ローラ２４に対向して設けられている。トナー画像を転写材Ｐに転写後、中間転写ベルト２０は、トナーと同極性または逆極性の直流電圧を重畳した交流電圧が印加された除電ローラ２７で残留トナーの電荷が弱められ、クリーニングブレード２９によって周面上に残ったトナーが清掃される。４は定着手段である定着装置で、ハロゲンヒータを内包した加熱ローラ４０ａ、不図示の加圧機構により圧着および圧着解除可能な加圧ローラ４０ｂ等から構成されている。
【００２５】
７は搬送路で、７０は紙送り出しローラ、７１は、不図示のカップリングに連結した搬送ローラ７１ａと従動ローラ７１ｂとから構成されるレジストローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラである。
【００２６】
８１は排紙ローラで、８２は排紙皿である。
【００２７】
９は、反転搬送手段でもあるＡＤＵ機構部である。
【００２８】
Ｂ１は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度、後述するレジストローラの加熱、冷却等の制御手段であるコントロール部である。
【００２９】
以下、画像形成プロセス（画像形成工程）について図１を基に説明する。
【００３０】
画像記録のスタートにより不図示の感光体ドラムの駆動モータの始動によりイエロー（Ｙ）の画像形成手段１の感光体１０が矢印で示す方向に回転され、同時に帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。
【００３１】
感光体１０は電位を付与されたあと、画像書き込み装置１２によって第１の色信号すなわちＹの画像データに対応する電気信号による画像書込が開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。
【００３２】
前記の潜像は現像装置１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じイエロー（Ｙ）のトナー像が形成される。
【００３３】
上記画像形成プロセスによって感光体１０上に形成されたＹのトナー像が、転写器２５によって、中間転写ベルト２０上に転写される。
【００３４】
次いで中間転写ベルト２０は、Ｙのトナー像と同期が取られ、マゼンタ（Ｍ）の画像形成手段１により、スコロトロン帯電器１１の帯電作用により電位が付与され、画像書き込み装置１２によってＭの色信号すなわちＭの画像データに対応する電気信号による画像書込が行われ、現像装置１３による非接触の反転現像によって感光体１０上に形成されたＭのトナー像が、Ｍの転写器２５によって、前記のＹのトナー像の上から重ね合わせて形成される。
【００３５】
同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、シアン（Ｃ）の画像形成手段１により、感光体１０上に形成された、Ｃの色信号によるＣの画像データに対応するＣのトナー像が、Ｃの転写器２５によって、前記のＹ、Ｍ、のトナー像上から重ね合わせて形成され、更にＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、黒色（Ｋ）の画像形成手段１により、感光体１０上に形成された、Ｋの色信号によるＫの画像データに対応するＫのトナー像が、Ｋの転写器によって、前記のＹ、Ｍ、Ｃ、のトナー像の上からＫのトナー像が重ね合わせて形成され、中間転写ベルト２０上それぞれにＹ、Ｍ、Ｃ、およびＫの重ね合わせカラートナー画像が形成される。
【００３６】
また、一次転写後の各色の感光体１０上の面に残ったトナーは、クリーニングユニット１４により残留トナーが除去され、不図示の帯電前の一様露光器により先の画像形成における感光体１０、履歴が解消されて、次の画像形成サイクルにはいる。
【００３７】
前記重ね合わせトナー画像を担持している中間転写ベルト２０は矢印Ｆの方向に送られ、転写材Ｐが、転写材収納手段である給紙カセット７２より、送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３を経てレジストローラ７１へ搬送され、一時停止して、中間転写ベルト２０上のトナー像と同期がとられて、搬送ローラ７１ａの駆動によって、転写ローラ２６の転写領域Ｓに給送される。
【００３８】
中間転写ベルト２０に重畳した転写材Ｐは、転写領域Ｓでアースローラ２２と転写ローラ２６に挟持転写される。トナー像が転写された転写材Ｐは、定着装置４の加熱ローラ４０ａと加圧ローラ４０ｂとで挟持、加圧され定着される。片面プリントの場合は、転写材Ｐは、一点鎖線状態にある搬送切替弁９２で排紙ローラ８１へ送られ、排紙皿８２へ排紙される。また、両面プリントの場合は、転写材Ｐは、定着処理後、実線で示す状態にある搬送切替弁９２で用紙下降経路９０へ搬送され、さらにＡＤＵ機構部９の用紙反転経路９０ａに一旦収納され、逆送して搬送路９０ｂ側に搬送され、反転され、レジストローラ７１へ搬送され、一時停止して、中間転写ベルト２０上のトナー像と同期がとられて、レジストローラ７１の駆動によって、転写ローラ２６の転写領域Ｓに給送され、以下、片面プリントの場合と同じ工程で排紙皿８２に排紙される。
【００３９】
ここで、本発明に係るレジストローラについて説明する。
【００４０】
前述したが、連続プリント時に機械内部の温度上昇に伴い、転写材の搬送手段の温度変動による搬送速度がばらつく不都合が発生する。すなわち、レジストローラは、通常ゴム材質であるため熱膨張率が大きく、温度上昇に伴いローラ径が膨張し、転写材の搬送速度が変化してしまう。特に、両面プリントにおいて、暖められた転写材が再度レジストローラに戻ってくるため熱膨張による影響は顕著である。このため、一時停止後、レジストローラ７１から転写領域Ｓに達する時間が早くなる。言い換えれば、熱膨張によりレジストローラの径が変化し、表面と裏面との画像位置に差（ずれ）が生じるので、転写材とトナー像との位置関係を補正する必要があった。例えば、２０℃の変化で転写材とトナー像のタイミングが約０．６ｍｍずれることが測定されている。したがって、表と裏とのトナー画像では最大１．２ｍｍのずれが生じることになる。従来、この補正には高い温度検知精度が必要であり、検知センサが高価で、補正制御が複雑となり信頼性を十分に確保しにくかった。
【００４１】
本発明は、プリント中、レジストローラの温度差を極力小さくすることによってレジストローラ径を一定に維持し画像位置精度を高く保つことを特徴としている。
【００４２】
図２は、加熱手段を配備した、図１におけるレジストローラの拡大断面図である。
【００４３】
図２において、搬送ローラ７１ａはステンレス製の芯金にＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を圧入したもので、不図示の動力源と連動しているカップリングで転写材搬送時に回転する。従動ローラ７１ｂはステンレス製のローラで、転写材を搬送ローラ７１ａとで挟持し、搬送する。
【００４４】
搬送ローラ７１ａには、ローラの軸方向の全域をカバーできる長さの加熱手段である熱板ヒータＨがローラ表面近傍に配備されている。Ｓは、サーミスタの温度センサで搬送ローラ７１ａの温度を検知する。すなわち、画像形成装置のスタートキーが押されて開始されるプリントジョブ前の待機時に、前記熱板ヒータＨでレジストローラ７１近傍の温度を、両面プリント等の連続プリント時における機内温度の平衡状態（本実施の形態では、室温に２０℃プラス）、近くまで上昇させておく。コントロール部Ｂ１は、温度センサＳからの情報に基づいてレジストローラ７１の温度が一定になるように電源をＯＮ／ＯＦＦし温度制御をするので、レジストローラ７１は温度によるローラ径の変化が抑えられる。それにより、転写材に対する第１のトナー像となる表面トナーと、第２のトナー像となる裏面トナー画像との画像位置誤差を極力防止することができる。
【００４５】
図３は、冷却手段を配備した、図１におけるレジストローラの拡大断面図である。
【００４６】
図３において、Ｄは、ローラの軸方向の全域をカバーできる長さのの開口部Ｆを有する送風ダクトで、ペルチェ素子を具備した冷却手段である冷却ファンからの空気は当該開口部Ｆからローラに向けて排出される。
【００４７】
すなわち、温度センサＳにより検知された温度情報はコントロール部Ｂ１に伝達される。外気温が高くなり、定着装置からの熱に加え、レジストローラの温度が所定の温度を超えた場合に、コントロール部Ｂ１は、冷却ファンを作動させることでレジストローラ７１の近傍の温度を一定（機内温度の平衡状態近く）に保ち、ローラ径の変化を極力防止することができる。
【００４８】
また、前述の加熱手段と冷却手段の両方をレジストローラに対して異なる位置に配置し、温度センサＳの検知結果に応じて、コントロール部Ｂ１が各の手段を適宜、作動させること可能である。
【００４９】
以上、上記のヒータ、または冷却ファンの制御によりでレジストローラ径を一定に維持することで高い画像位置精度を維持することができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、両面カラー画像プリントの場合の画像形成装置のレジストローラの温度制御に本発明を適用したが、両面、片面に問わず、またカラー、モノクロに問わず、各プリント毎に画像位置にレジストローラの温度の影響があるので、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。
【図２】加熱手段を配備した、図１におけるレジストローラの拡大断面図である。
【図３】冷却手段を配備した、図１におけるレジストローラの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  画像形成手段
１０  感光体
１２  画像書き込み装置
１３  現像装置
２０  中間転写ベルト
２２  アースローラ
２６  転写ローラ
４  定着装置
７１  レジストローラ
７１ａ  搬送ローラ
７１ｂ  従動ローラ
９  ＡＤＵ機構部
９０ａ  用紙反転経路
Ｈ  熱板ヒータ
Ｄ  送風ダクト
【図１】
2006313195.tif 000003
【図２】
2006313195.tif 000004
【図３】
2006313195.tif 000005