(57)【要約】【課題】厚紙が二次転写部に突入した際の、一次転写部における中間転写ベルトの速度変動を抑制する。【解決手段】二次転写ローラ８に対向して中間転写ベルト２を張架し、連れ回る二次転写対向ローラ５のローラ軸３３と、二次転写対向ローラ５の一つ上流側の入口ローラ４で中間転写ベルト２を張架し、中間転写ベルト２と連れ回る入口ローラ４のローラ軸３４を回転伝達機構で連結する。回転伝達機構は、二次転写対向ローラ部のプーリー３１とローラ軸３３、入口ローラ部のプーリー３２とローラ軸３４、テンショナー３５、及び両プーリー３１、３２に掛け回したタイミングベルト３６からなる。厚紙等の用紙二次転写部突入時、まず二次転写対向ローラ５が減速し、入口ローラ４は加速するプレニップ部変動を起こす。これを回転伝達機構で連結することにより、速度変動を互いに相殺し合わせ、中間転写ベルト２の速度変動を抑制する。【選択図】図５
2015152874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体と、
駆動ローラを含む複数のローラで張架された中間転写ベルトと、
トナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部と、
前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラと、
を有する画像形成装置において、
前記二次転写ローラに対向する二次転写対向ローラの間に前記中間転写ベルトを張架し、
該中間転写ベルトに連れ回る前記二次転写対向ローラの回転軸と、該二次転写対向ローラより前記中間転写ベルトの回転方向で上流側で前記中間転写ベルトを張架して連れ回る入口ローラの回転軸とを、回転伝達機構で連結してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体と、
駆動ローラ、テンションローラを含む複数のローラで張架された中間転写ベルトと、
トナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部と、
前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラを有し、
該二次転写ローラの前記中間転写ベルトの回転方向で下流側にテンションローラが配置された画像形成装置において、
前記二次転写ローラに対向する二次転写対向ローラと前記テンションローラとの間に前記中間転写ベルトを張架し、
前記中間転写ベルトに連れ回る前記二次転写対向ローラの回転軸と、前記テンションローラの回転軸とを、回転伝達機構で連結してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体と、
駆動ローラを含む複数のローラで張架された中間転写ベルトと、
トナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部と、
前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラと、
を有する画像形成装置において、
前記二次転写ローラの回転軸と、前記二次転写ローラに対向する二次転写対向ローラより前記中間転写ベルトの回転方向で上流側で前記中間転写ベルトを張架して連れ回る入口ローラの回転軸を、回転伝達機構で連結してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記二次転写対向ローラの表層がゴム層、前記入口ローラの表層が金属で構成され、
前記二次転写対向ローラに対する前記入口ローラの回転軸の回転数比が、両ローラの半径比よりも大きくなるように設定してなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１または４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記二次転写対向ローラあるいは前記二次転写ローラのベルト表面線速に対して、前記入口ローラのベルト表面線速が低く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３または４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記二次転写対向ローラ、前記二次転写対向ローラあるいは前記二次転写ローラのベルト表面線速に対して、前記入口ローラのベルト表面線速が低く設定されている
ことを特徴とする画像形成装置
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記回転伝達機構はアイドラギヤあるいはアイドラプーリーからなるアイドラ部を含み、前記アイドラギヤあるいは前記アイドラプーリーとそれを保持する軸との間に、粘性を有する軸受を備え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、画像形成装置に関し、詳細には電子写真方式のタンデム型の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の一つとして、電子写真方式のタンデム型の画像形成装置が既に知られている。この種の画像形成装置は、各画像形成部においてそれぞれ異なる色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）等）のトナー像を感光体ドラム等の像担持体に形成する。そして、各感光体ドラムに形成されたトナー像を、一定速度で搬送される中間転写体や記録媒体に重ねて転写することで、カラー画像を形成する。
【０００３】
しかし、従来のタンデム型の画像形成装置では、厚紙が二次転写部に突入した際に中間転写ベルトの速度が変動することがある。そして、一次転写部のベルトとドラム間に相対的な速度差が発生し、局所的な転写位置ずれが引き起こされる問題が発生することがある。
【０００４】
特許文献１では、中間転写ベルトの駆動ローラと二次転写対向ローラの間を、増速伝達手段及びトルクリミッタで連結してこの問題の解決を図っている。用紙突入の際に二次転写対向ローラに発生する噛みこみトルクを抑制する方向へ回転トルクを伝達させ、速度変動を抑制しようとするものである。
【０００５】
しかし、中間転写システムには、駆動ローラ軸の偏芯によって一回転周期の速度変動が発生するのを抑えるために、従動ローラ軸あるいはベルト表面の速度が一定になるように速度制御を行っているものがある。このような構成の場合、ベルト表面では速度が一定だが、駆動ローラ軸では、一回転周期の速度変動が発生している。よって、特許文献１に開示された構成の場合、二次転写対向ローラに駆動ローラ軸の一回転周期の速度変動が伝達されてしまい、用紙への画像転写時に濃度ムラを引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、厚紙が二次転写部に突入した際の、一次転写部における中間転写ベルトの速度変動を抑制し、局所的な転写位置ずれを抑制し、厚紙通紙時における画像品質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、異なる色のトナー像を担持する複数の像担持体と、駆動ローラを含む複数のローラで張架された中間転写ベルトと、トナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部と、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写ローラとを有する画像形成装置において、前記二次転写ローラに対向する二次転写対向ローラの間に前記中間転写ベルトを張架し、該中間転写ベルトに連れ回る前記二次転写対向ローラの回転軸と、該二次転写対向ローラより前記中間転写ベルトの回転方向で上流側で前記中間転写ベルトを張架して連れ回る入口ローラの回転軸とを、回転伝達機構で連結してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、厚紙が二次転写部へ突入する時に、二次転写対向ローラと入口ローラに発生する力の向きは正反対となる。そのため、これらを駆動伝達手段で連結することにより、互いの速度変動を相殺させることができる。
そして、駆動ローラ軸とは連結されないため、駆動ローラの偏芯の影響を受けることはないので、厚紙通紙時における局所的な転写ずれや、駆動ローラの偏芯の影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】タンデム型中間転写方式のフルカラー電子写真装置における画像形成装置と、用紙の搬送経路を示す図である。
【図２】図１の装置で、用紙が二次転写ニップ部に突入する際に速度変動が生じるエリアを示す図である。
【図３】用紙突入時に発生した一次転写部における転写位置ずれを含むトナー像が転写、定着され排紙される最終画像を示す図である。
【図４】用紙先端が二次転写部に突入した際に、二次転写部近辺のローラにどのようなトルクが発生するかを示す模式図（Ａ）と、二次転写対向ローラ、入口ローラの速度変動を示す図（Ｂ）である。
【図５】本発明の実施形態１を示す図である。
【図６】従来例における速度変動抑制効果を示す図である。
【図７】実施形態１における速度変動抑制効果を示す図である。
【図８】本発明の実施形態２を示す図である。
【図９】従来例における二次転写対向ローラとクリーニング対向ローラの速度変動を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態３を示す図である。
【図１１】従来例における二次転写対向ローラと二次転写対向ローラの速度変動を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態４を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を説明する。本発明は、電子写真方式のタンデム型の画像形成装置に関し、二次転写対向ローラと入口ローラが回転伝達機構（複数のギヤ列、タイミングベルトなど）で連結されていることを特徴になっている。
【００１１】
＜実施形態１＞
以下の図面を参照して説明する。
図１は、いわゆるタンデム型中間転写方式のフルカラー電子写真装置における画像形成装置と、用紙の搬送経路を示す図である。中間転写体として無端状の中間転写ベルト２を備えている。中間転写ベルト２は、図示例では中転駆動ローラ３、二次転写対向ローラ５、テンションローラ６、従動ローラ７を含む支持ローラに掛け回してあり、図中時計回りに回転移動可能としてある。
【００１２】
また、中転駆動ローラ３と従動ローラ７の間の部位には、中間転写ベルト２の移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの感光体ドラム１を含む作像ユニットを横に並べて配置してタンデム画像形成部を構成してある。さらに、それらのタンデム画像形成部上には、図字しない露光装置を設けてある。
【００１３】
一方、中間転写ベルト２を挟んで二次転写対向ローラ５と反対の側には、二次転写ローラ８を含む二次転写ユニット１０を備えている。図示の例では、二次転写ユニット１０を二次転写部下流側のある点を中心に回転可能な構成にしてある。二次転加圧バネの引張りバネ荷重により、二次転写ローラ８が中間転写ベルト２を介して二次転写対向ローラ５に押し当てて配置されており、この二次転写ローラ８の加圧力と図示しない転写バイアスにより、中間転写ベルト２上の画像を用紙１９に転写する。二次転写ユニット１０の搬送路下流側には、定着装置１５へと用紙１９を搬送する搬送ベルト１１が設けてあり、さらに下流側には、用紙上に転写された未定着画像を定着する定着装置１５を設けてある。なお、ここで示す従来例では、二次転写ローラ８は図示しないモータにより回転駆動されているが、中間転写ベルトに対して連れ回る構成であっても良い。
【００１４】
定着装置１５は、定着ローラ１３と加熱ローラ１４とで張架された定着ベルトに対して加圧ローラ１２を圧接させて構成する。定着ベルトは加熱ローラ１４内の図示しないＩＨコイルによって加熱され、画像定着に必要な温度まで加熱される。一方、加圧ローラ１２も図示しないヒーターを内蔵しており、待機時の予備加熱に使用している。用紙上の未定着画像は、定着ベルトと加圧ローラ１２のニップ部において熱と圧力を与えられ、用紙１９に定着される。なお、定着装置１５のヒーターはＩＨコイルを用いたものでなくてもよく、熱ローラ対等で構成された方式のものであっても良い。
【００１５】
この電子写真装置において、印刷ジョブが投入されると、図示しない駆動モータで中転駆動ローラ３を回転駆動して他の支持ローラを従動回転させ、中間転写ベルト２を回転駆動させる。なお、ほぼ同時に別の駆動モータで二次転写ローラ８を回転駆動している。それらとほぼ同時に個々の作像ユニットにおいて、感光体ドラム１を回転して各感光体ドラム上にそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色別情報を用いて露光現像し、単色のトナー画像を形成する。そして、中間転写ベルト２の移動とともに、それらの単色のトナー画像を順次転写して中間転写ベルト２上に合成カラー画像を形成する。
【００１６】
一方、画像形成に並行して、給紙ローラ１８を回転させ、給紙カセット２０の１つから用紙１９を繰り出し、分離ローラ１７で１枚ずつ分離して搬送路に入れ、搬送ローラ１６により搬送してレジストローラ９に突き当てて止める。または、図示しない手差しトレイから手差し給紙路を経由して、同じくレジストローラ９に突き当てて止める。
【００１７】
そして、中間転写ベルト２上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ９を回転させ、中間転写ベルト２と二次転写ローラ８との間に用紙１９を送り込み、二次転写ローラ８で転写して用紙１９上にカラー画像を記録する。
【００１８】
画像転写後の用紙１９は、中間転写ベルト２と搬送ベルト１１の搬送力により定着装置１５へと送り込み、定着装置１５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着させた後、図示しない排紙トレイに排出する。または、図示しない両面反転機構により再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録、定着して後、排紙トレイに排出する。
【００１９】
従来における課題を再記すると、用紙１９が二次転写ニップ部に突入する際、一次転写面におけるベルト（図２中のエリア１）には、速度変動が発生する。このような現象は、特に厚紙通紙時（ここでは連量２２０ｋｇ紙、坪量２５６ｇ／ｍ２紙以上を想定している）により顕著に見られる現象である。それに対して、感光体ドラム１は用紙二次転写部突入時においてもほぼ同速で回転駆動されるので、感光体ドラム１と中間転写ベルト２との間で速度差が発生する。この速度差によって、一次転写部において転写位置ずれが発生する。
【００２０】
一次転写部（ここではＫ一次転写部）から二次転写部までの距離をＬとする。用紙突入時に発生した一次転写部における転写位置ずれを含むトナー像は、用紙先端からＬの位置で用紙に転写、定着され、図３に示すような薄い部分２５と濃い部分２６という局所的な濃度ムラを持った最終画像となって排紙される。このように、用紙突入時に発生する一次転写部における転写位置ずれを防ぐには、用紙突入時における中転ベルトの速度変動を抑制する必要がある。
【００２１】
以下速度変動の発生メカニズムについて説明する。
図４（Ａ）は、用紙先端が二次転写部に突入した際に、二次転写部近辺のローラにどのようなトルクが発生するかを示す模式図であり、図４（Ｂ）は、二次転写対向ローラ５、入口ローラ４の速度変動を示す図である。二次転写対向ローラ５と入口ローラ４間のプレニップ領域におけるベルトが用紙によりベルト内側に押し込まれるため、二次転写対向ローラ５は減速、入口ローラ４は加速する。つまり、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４には、逆方向のトルクが発生する。
【００２２】
本実施形態では、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４のそれぞれの回転軸３３、３４を回転駆動伝達部材で連結する。具体的には、それぞれの回転軸３３、３４にプーリー３１、３２を設置し、それらをタイミングベルト３６で回転伝達する構成となっている。図５に模式図を示す。本実施形態ではタイミングベルト３６、プーリー３１、３２を用いているが、アイドラギヤを含む複数のギヤ列を連結してもよい。
【００２３】
上述の構成とすることにより、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４は互いにトルクを伝達しあうことになる。プレニップ部における変動で、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４には逆方向のトルクが発生するが、それらを相殺する方向にトルクを伝達しあうため、速度変動を抑制することができる。
【００２４】
図６に本実施形態における抑制効果を示す。特に二次転写対向ローラ５、中間転写ベルト２のエリア１における速度変動が大きく抑制されており、突発的な濃度ムラを抑制することができる。
【００２５】
なお、二次転写対向ローラ５表層がゴム層の場合（入口ローラ４は金属ローラを想定している）、ニップ部における変形のため、二次転写対向ローラ５における中間転写ベルト２のベルト表面速度は、二次転写対向ローラ５の回転軸の線速よりも速くなる（図７参照）。よって、二次転写対向ローラ５に対する入口ローラ４の回転軸の回転数比が、両者の半径比よりも大きくなるように設定すればよい。
【００２６】
二次転写対向ローラ５における中間転写ベルト２のベルト表面線速と回転軸の線速差は、ローラ径、ゴム層のヤング率、二次転写ローラ８の加圧力等によって変化する。本実施形態を適用する前の状態（二次転写対向ローラ５と入口ローラ４が非連結）において、ベルト駆動時の両者の回転軸における線速をロータリーエンコーダ等で計測し、両者の線速差から、プーリー３１、３２の回転比を算出すればよい。
【００２７】
入口ローラ４に対して二次転写対向ローラ５における中間転写ベルト２のベルト表面速度を早く設定しておくと、より速度変動の抑制効果を高めることができる。このように設定することで、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４間での中間転写ベルト２のベルトテンションを高めることができ、中間転写ベルト２が内側に押し込まれにくくなるため、プレニップ部変動が抑制される。すなわち両ローラ４、５が回転伝達機構で連結されていることにより、速度変動を互いに相殺し合うため、ベルト速度変動を抑制できる。
【００２８】
＜実施形態２＞
図８に示すように、本実施形態は、クリーニング対向ローラ３７と入口ローラ４のそれぞれの回転軸３９、３４を回転駆動伝達部材で連結している。具体的には、それぞれの回転軸３９、３４にプーリー３８、３２を設置し、それらをタイミングベルト３６で回転伝達する構成となっている。本実施形態ではタイミングベルト、プーリーを用いているが、アイドラギヤを含む複数のギヤ列を連結してもよい。
【００２９】
図９は、比較のために示す従来例における、二次転写対向ローラ５とクリーニング対向ローラ３７の速度変動を示すグラフである。図９に示すように、二次転写対向ローラ５とクリーニング対向ローラ３７はほぼ同様に挙動を示しており、これらを回転駆動伝達部材で連結することで、実施形態１と同様の効果が期待できることがわかる。
【００３０】
入口ローラ４に対してクリーニング対向ローラ３７における中間転写ベルト２の表面速度を早く設定しておくと、より速度変動の抑制効果を高めることができる。このように設定することで、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４間のベルトテンションを高めることができ、ベルトが内側に押し込まれにくくなるため、プレニップ部変動が抑制される。
【００３１】
＜実施形態３＞
図１０に示すように、本実施形態は、入口ローラ部を、ギヤ４０、プーリー４１、アイドラプーリー４２、アイドラギヤ４３で構成し、二次転写ローラ８とアイドラギヤ４３それぞれの回転軸を回転駆動伝達部材で連結している。具体的には、それぞれプーリー４６、４２を設け、さらにアイドラギヤ４３を介してそれらをタイミングベルト４５で回転伝達する構成となっている。
【００３２】
図１１は、比較のために示す従来例における、二次転写対向ローラ５と二次転写ローラ８の速度変動を示すグラフである。図１１に示すように、二次転写対向ローラ５と二次転写ローラ８はほぼ同様に挙動を示しており、これらを回転駆動伝達部材で連結することで、実施形態１と同様の効果が期待できることがわかる。
【００３３】
入口ローラ４に対して二次転写ローラ８におけるベルト表面速度を早く設定しておくと、より速度変動の抑制効果を高めることができる。このように設定することで、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４間のベルトテンションを高めることができ、ベルトが内側に押し込まれにくくなるため、プレニップ部変動が抑制される。
【００３４】
＜実施形態４＞
本実施形態は、実施形態２において、アイドラ部を設け、さらにアイドラ部におけるプーリーの軸受とそれを保持する軸（固定軸）との間に、粘性効果を持たせるために、グリースを塗布している。アイドラ部におけるプーリーは、固定軸に対して滑りながら回転し、グリースによって、粘性摩擦負荷を受ける。図１２に模式図を示す。
【００３５】
上述の構成とすることで、クリーニング対向ローラ３７と入口ローラ４間に用紙突入など突発的な速度差が生じた際、速度差を相殺する方向にトルクを作用させることができ、実施形態２よりも抑制効果を高めることができる。
【００３６】
なお本実施形態では、クリーニング対向ローラ３７と入口ローラ４間を駆動伝達する例を示したが、二次転写対向ローラ５と入口ローラ４間でも、二次転写ローラ８と入口ローラ４間でも効果が得られる。
【００３７】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１    感光体ドラム
２    中間転写ベルト
３    中転駆動ローラ
４    入口ローラ
５    二次転写対向ローラ
６    テンションローラ
７    従動ローラ
８    二次転写ローラ
９    レジストローラ
１０    二次転写ユニット
１１    搬送ベルト
１２    加圧ローラ
１３    定着ローラ
１４    加熱ローラ
１５    定着装置
１６    搬送ローラ
１７    分離ローラ
１８    給紙ローラ
１９    用紙
２０    給紙カセット
２５    薄い筋
２６    濃い筋
３１    プーリー（二次転写対向ローラ部）
３２    プーリー（入口ローラ部）
３３    ローラ軸（二次転写対向ローラ部）
３４    ローラ軸（入口ローラ部）
３５    テンショナー
３６    タイミングベルト
３７    クリーニング対向ローラ（二次転写下流ローラ）
３８    プーリー（二次転写対向ローラ部）
３９    ローラ軸（二次転写対向ローラ部）
４０    ギヤ（入口ローラ部）
４１    プーリー（二次転写ローラ部）
４２    アイドラプーリー（二次転写部）
４３    アイドラギヤ（二次転写部）
４４    テンショナー（二次転写部）
４５    タイミングベルト（二次転写部）
４６    ローラ軸（二次転写ローラ）
４７    アイドラプーリー１
４８    アイドラプーリー２
４９    アイドラ軸
５０    グリース
５１    タイミングベルト（クリーニング対向−アイドラ間）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３９】
【特許文献１】特許第５２５７００５号公報
【図１】
2015152874.tif 000003
【図２】
2015152874.tif 000004
【図３】
2015152874.tif 000005
【図４】
2015152874.tif 000006
【図５】
2015152874.tif 000007
【図６】
2015152874.tif 000008
【図７】
2015152874.tif 000009
【図８】
2015152874.tif 000010
【図９】
2015152874.tif 000011
【図１０】
2015152874.tif 000012
【図１１】
2015152874.tif 000013
【図１２】
2015152874.tif 000014