(57)【要約】【課題】２次転写ローラの表面速度を制御可能とし、転写ベルト駆動への影響を抑え、より安定的な中間転写ベルトの制御を実現する。【解決手段】２次転写ローラ８に連れまわる２次転写連れ回りローラ１５を配し、この２次転写連れ回りローラ１５の回転軸上に回転速度検出装置１６を設けて２次転写ローラ８表面の速度を検出し、この回転速度検出装置１６の速度情報をもとに２次転写ローラ８の回転速度を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体上に作像したトナー像を重ね合わせる中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに当接し、当該中間転写ベルト上に重ね合わせた前記トナー像を記録紙に転写する２次転写ローラと、を備えた画像形成装置において、
前記２次転写ローラに当接して連れ回る２次転写連れ回りローラと、該２次転写連れ回りローラの回転軸上に該回転軸の角速度を検出する速度検出手段と、該速度検知手段により検出された角速度に基づいて前記２次転写ローラの回転速度を制御する速度制御手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記連れ回りローラは、前記２次転写ローラに比べて小さい径としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記２次転写連れ回りローラは、前記２次転写ローラに比べて熱膨張率の小さい材質で構成し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、画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトを使用して感光体上で作成したトナー像を２次転写ローラ部において記録紙に転写する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置における画質の向上のため、中間転写ベルトの速度制御をおこない、色ずれ、バンディングの低減を図る手法が用いられている。
例えば、モータなどの駆動装置によって回転駆動される中間転写ベルトの移動量、もしくは移動速度を、中間転写ベルトを張架するプーリー等に取り付けられたエンコーダなどによって検出し、その位置、速度情報をもとに中間転写ベルトの回転速度を制御することで高精度な速度制御を実現している。
【０００３】
また、特許文献１には、中間転写ベルトを駆動ローラとプーリーとに架け渡し、駆動ローラの駆動によって中間転写ベルトを走行させるベルト搬送装置において、中間転写ベルト上に押し当てるローラと、このローラと同軸上に配置した第１のエンコーダと、駆動ローラの軸上に配置した第２のエンコーダと、第１のエンコーダの回転情報によって中間転写ベルトのベルト走行速度を検出する検出手段を備え、第１のエンコーダと第２のエンコーダとの出力比から、中間転写ベルトに押し当てたローラのすべりを検知して、第２のエンコーダの出力で第１のエンコーダの出力を補正することにより、ベルト走行速度を一定に保つ技術が開示されている。
また、一般に画像形成装置においては、感光体で形成したトナー像をいったん中間転写ベルト上で重ね合わせ、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙へ転写するために２次転写ローラが中間転写ベルトに当接されており、この２次転写ローラが当接する箇所を記録紙へ押し付けることにより転写を実現している。このため記録紙の搬送のために２次転写ローラが中間転写ベルトとは別途駆動装置で駆動される構成となっている。
【０００４】
このように２次転写ローラも中間転写ベルトに当接して駆動されるため、２次転写ローラの回転速度に速度変動がある場合や、中間転写ベルトの移動速度との間に速度差がある場合などは、中間転写ベルトの回転速度に影響を与え、速度変動要因となってしまう。
この状態を改善するためには、中間転写ベルトの速度と同じ速度もしくは一定の速度差で２次転写ローラを回転駆動する必要がある。２次転写ローラの回転駆動を制御する技術として、特許文献２には、中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに当接し、かつ中間転写ベルトの駆動モータとは別個のモータにより駆動される２次転写ローラとを備えた搬送ベルト装置において、中間転写ベルトの回転速度変動を中間転写ベルトに形成した速度検知パターンを速度検知センサで検知し、その回転速度変動に同期して２次転写ローラの回転速度を制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−７８９０６公報
【特許文献２】特開２００４−４５７３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、記録紙は２次転写駆動ローラの表面速度で搬送されるが、２次転写駆動ローラの取り付けに偏心があった場合や、２次転写駆動ローラの表面が変形している場合などは、表面速度の変動が発生し、２次転写ローラの軸上でその回転速度を検出する場合は、その変動を検出することができない。
そこで、本発明では、２次転写ローラに連れまわる２次転写連れ回りローラを配し、この２次転写連れ回りローラの回転軸上にエンコーダなどの回転速度検出装置を設け、２次転写ローラ表面の速度を検出し、この回転速度検出装置の速度情報をもとに２次転写ローラの回転速度を制御することで、２次転写ローラの表面速度を制御可能とし、転写ベルト駆動への影響を抑え、より安定的な中間転写ベルトの制御を実現することを目的とする。
また、２次転写ローラは、材質によっては温度変化によりローラ径の膨張収縮が起こり、２次転写ローラの表面速度が変化してしまう。本発明は、ローラの材質や径も変更することで、２次転写ローラのローラ径変化の影響を最小限にし、２次転写ローラの表面速度を一定に保つことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の感光体上に作像したトナー像を重ね合わせる中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに当接し、当該中間転写ベルト上に重ね合わせた前記トナー像を記録紙に転写する２次転写ローラと、を備えた画像形成装置において、前記２次転写ローラに当接して連れ回る２次転写連れ回りローラと、該２次転写連れ回りローラの回転軸上に該回転軸の角速度を検出する速度検出手段と、該速度検知手段により検出された角速度に基づいて前記２次転写ローラの回転速度を制御する速度制御手段と、を備えた画像形成装置を特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記連れ回りローラは、前記２次転写ローラに比べて小さい径とした画像形成装置を特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記２次転写連れ回りローラは、前記２次転写ローラに比べて熱膨張率の小さい材質で構成した画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
２次転写ローラに連れ回る２次転写連れ回りローラの回転を検出することにより、２次転写ローラの歪みや偏心の影響による表面速度変動の検知が可能であることから、この速度情報をもとにして２次転写ローラの回転速度を制御することで、表面速度を一定に制御することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態における画像形成装置の要部の構成を示す図である。
画像形成装置１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応する感光体２−１〜４、中間転写ベルト３、この中間転写ベルト３を駆動するための中間転写ベルト駆動ローラ４、中間転写ベルト３を張架するためのプーリー５、６、中間転写ベルト３にテンションを与えて一定の張力に保つためのテンションプーリー７から構成されている。
ここで、中間転写ベルト３は、中間転写ベルト駆動ローラ４が図示しない駆動機構によって回転駆動されることで駆動される。
また、プーリー６に対応する位置で中間転写ベルト３に当接するように、２次転写ローラ８がさらに配置されている。
【００１０】
本実施例の画像形成装置において画像形成をおこなう際は、図１に示すような構成において、各色に対応した感光体２−１〜４に図示しないレーザー光等によって潜像と呼ばれる電荷による画像情報を作成し、その電荷に対して同じく図示しない現像装置によりトナーを吸着させて感光体２−１〜４上にトナー像を形成する。その後、感光体上のトナー像を中間転写ベルト３に転写する。特にカラー印刷をおこなう場合は、それぞれの感光体上で作成されたそれぞれのカラートナー像を中間転写ベルト３上に転写し重ね合わせることでカラー画像を形成する。中間転写ベルト３上に形成されたカラー画像は、２次転写ローラ８と当接する箇所で記録紙搬送ローラ９によって図１中右手方向から左手方向に搬送される記録紙Ｐ上へ転写され、その後、図示しない加熱ローラ及び加圧ローラから構成される定着装置によって、加熱及び加圧されることにより定着され記録紙Ｐ上に印字画像を形成する構成となっている。
【００１１】
図２は、２次転写ローラにエンコーダを設けた場合の構成を説明する図である。
図２においては、２次転写ローラ８にエンコーダ１０を接続してエンコーダ１０から出力されるパルスのエッジ数を計数することで、２次転写ローラ８が回転駆動される際の回転量の計測をおこなう。エンコーダ１０から得られるパルス数をもとに、２次転写駆動制御装置１１において、２次転写駆動モータ１３の回転軸が一定回転速度になるように、速度制御演算をおこない、その結果からモータ駆動指令値を２次転写駆動モータドライバ１２に出力する。２次転写駆動モータドライバ１２では２次転写駆動モータ１３を駆動する駆動電流、ＰＷＭ出力等のモータに合わせた駆動信号を作成し、２次転写駆動モータ１３をエンコーダ出力から得られるパルスエッジ数が単位時間あたりに同一になるように回転駆動制御する。このような処理をおこなうことで、２次転写ローラ８は一定速度で回転駆動される。
【００１２】
図３は、２次転写ローラ８の状態変化を各々示す図であり、図３（ａ）は、駆動軸１４の偏心やローラ径の歪みのない正常な状態、（ｂ）は、ローラ径に歪みがなくとも駆動軸１４が偏心した状態、（ｃ）は、駆動軸１４に偏心は生じていないがローラ径に歪みの生じた状態を示す図である。
図２の構成によれば、２次転写ローラ８の駆動軸１４の角速度を一定に保つことができるが、さらに図３（ａ）のように駆動軸１４やローラ径が正常、すなわち、２次転写ローラ８の駆動軸１４に偏心がなく、且つローラにゆがみ等がない場合は、駆動軸１４に取りつけたエンコーダ１０で計測した位置・角速度から換算した速度と２次転写ローラ８表面の速度は同じとなる。
【００１３】
しかしながら、図３（ｂ）（ｃ）に示すように２次転写ローラ８の駆動軸１４に偏心がある場合や、ローラ径にゆがみが生じているような場合は、２次転写ローラ８の駆動軸１４に設けたエンコーダ１０からのパルスを用いて、駆動軸１４を等角速度で回転駆動しても２次転写ローラ８のローラ表面の速度は、軸中心からの距離に応じて差異（変動）を生じてしまう。
このように２次転写ローラ８の表面速度の変動は駆動軸１４上のエンコーダ１０では検出できないために、中間転写ベルト３が等速で回転している場合に中間転写ベルト３と２次転写ローラ８の表面速度に速度変動を生じてしまい、記録紙の搬送速度に変動を与えるほか、中間転写ベルト３の駆動に負荷変動を発生させ、中間転写ベルト３速度の変動要因となってしまう。
【００１４】
図４は本発明の２次転写ローラの構成を示す図である。
図４（ａ）は、２次転写ローラ８と、２次転写ローラ８に連れ回る２次転写連れ回りローラを示す概略構成図、及び（ｂ）はその側面図である。
図４（ａ）（ｂ）に示すように、２次転写ローラ８に当接して連れ回り駆動する２次転写連れ回りローラ１５を配し、その回転軸上にエンコーダ１６（速度検出手段）を配している。この２次転写連れ回りローラ１５は、２次転写ローラ８の駆動軸１４と直交する方向（Ｄ）に押し付けられ、２次転写ローラ８が回転駆動されると連れ回って回転するように構成されている。そして、図２に示した構成と異なり、エンコーダ１６を２次転写連れ周りローラ１５の軸心に設けている。
【００１５】
図５は、図４の場合における２次転写ローラ８の駆動制御の構成を示す図である。
図５においては、２次転写連れ回りローラ１５にエンコーダ１６を接続してエンコーダ１６から出力されるパルスのエッジ数を計数することで、２次転写連れ回りローラ１５が回転駆動される際の回転量の計測をおこなう。エンコーダ１６から得られるパルス数をもとに、２次転写駆動制御装置１８（速度制御手段）において、２次転写駆動モータ１３の回転軸が一定回転速度になるように、速度制御演算をおこない、その結果からモータ駆動指令値を２次転写駆動モータドライバ１９に出力する。２次転写駆動モータドライバ１９では２次転写駆動モータ１７を駆動する駆動電流、ＰＷＭ出力等のモータに合わせた駆動信号を作成し、２次転写駆動モータ１７をエンコーダ出力から得られるパルスエッジ数が単位時間あたりに同一になるように回転駆動制御する。このような処理をおこなうことで、２次転写ローラ８は一定速度で回転駆動される。
【００１６】
図４に示すように２次転写ローラ８に連れまわる２次転写連れ回りローラ１５の回転軸にエンコーダ１６を配して位置、速度検出をおこなうことで、２次転写連れ回りローラ１５は２次転写ローラ８の表面速度で回転駆動されることから、２次転写連れ回りローラ１５によって２次転写ローラ８の偏心、変形による変動を含む２次転写ローラ８の表面速度を計測することが可能となる。
すなわち、２次転写ローラ８に連れまわる２次転写連れ回りローラ１５の回転を検出することで、２次転写ローラ８のゆがみや偏心の影響による表面速度変動の検知が可能となり、この速度情報をもとに２次転写ローラ８の速度を制御することで表面速度を一定速度に制御可能となる。
【００１７】
ところで、温度環境に変化があると、２次転写ローラ８の径に膨張収縮が発生する。従って、２次転写ローラ８の駆動軸１４で速度を検出する従来の方式では、２次転写ローラ８の径が膨張した場合に２次転写ローラ８の表面速度が速くなり、収縮した場合は表面速度が遅くなってしまうという問題がある。
つまり、２次転写ローラ８が膨張した場合に、２次転写ローラ８の駆動軸１４の角速度が一定とすると、２次転写ローラ８の円周長の変化量に応じて速度が変動することとなる。
【００１８】
そこで図４、５に示すような２次転写ローラ８に連れまわるように２次転写連れ回りローラ１５を配し、２次転写ローラ８の熱膨張係数をβ１、２次転写連れ回りローラの熱膨張係数β２としたときに
β１＞β２
の式が成り立つような素材で構成する。
このようにすることで、表面線速の変化は、２次転写駆動ローラ８の表面線速をｖ１、２次転連れ回りローラ１５の表面線速をｖ２としたときに、ｖ１の速度変動量とｖ２の速度変動量の比ｖｒは
ｖｒ＝√（β１／β２）
となり、この比が大きいほどｖ１の速度変動が大きい場合でも、ｖ２への影響が小さくなる。
すなわち、前述の式を満たすことで２次転写ローラ８の温度変化による速度変動が軽減される。
【００１９】
また、２次転写ローラ８の直径をＬ１、２次転写連れ回りローラ１５の直径をＬ２としたときに２次転写ローラ８軸上にエンコーダ１０を取り付けた場合に比べ２次転写連れ回りローラ１５軸上にエンコーダ１６を取り付けた場合のほうが、同じ分解能のエンコーダを用いても、同一の記録紙もしくは中間転写ベルトの送り量に対する分解能が高くなり、位置検出制度を上げられる効果も得られる。更に機械加工上、径が小さいほうが加工上の偏心外形のばらつきを小さく抑えることが可能であることからも、直径Ｌ１とＬ２の関係が
Ｌ１＞Ｌ２
であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の要部の構成を示す図。
【図２】２次転写ローラにエンコーダを設けた場合の構成を説明する図。
【図３】２次転写ローラの状態変化を各々示す図。
【図４】本発明の２次転写ローラの構成を示す図。
【図５】図４の２次転写ローラの駆動制御の構成を示す図
【符号の説明】
【００２１】
１  画像形成装置、２−１〜４  感光体、３  中間転写ベルト、４  中間転写ベルト駆動ローラ、５、６  プーリー、７  テンションプーリー、８  ２次転写ローラ、９  記録紙搬送ローラ、１０  エンコーダ、１１  ２次転写駆動モータ制御装置、１２  ２次転写駆動モータドライバ、１３  ２次転写駆動モータ、１４  駆動軸、１５  ２次転写連れ回りローラ、１６  エンコーダ、１７  ２次転写駆動モータ、１８  ２次転写駆動モータ制御装置、１９  ２次転写駆動モータドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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