(57)【要約】【課題】転写紙搬送速度の遅いモードでの副走査方向の色ズレ低減条件の確保及び転写性を向上させる設定条件になるようにした画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】転写紙搬送速度が異なる場合でも、転写ベルト６０の表面速度と感光体ドラムの表面速度との相対速度差を概略同一に設定し、相対速度差が大きくなることによる転写ベルト６０の緩み張力の低減を抑える。また、転写ベルト６０の表面速度と感光体ドラムの表面速度との速度比を０．９８以上０．９９５未満の範囲に設定することにより、部品寸法の公差によるバラツキを吸収する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２以上の転写紙搬送速度を有し、第１の像担持体と第２の像担持体との間に速度差を有する画像形成装置において、
前記画像形成装置は、転写紙搬送速度が異なる場合でも、（（第２の像担持体の表面速度）−（第１の像担持体の表面速度））で表現する「第２の像担持体と第１の像担持体との速度差」が概略同一の設定値とする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、
前記画像形成装置は、第１の像担持体は感光体ドラムであり、第２の像担持体は転写ベルトに吸着されて搬送される転写紙であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、第１の像担持体は感光体ドラムであり、第２の像担持体は中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、第１の像担持体は中間転写ベルトであり、第２の像担持体は転写紙であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、（第２の像担持体の表面速度／第１の像担持体の表面速度）で表現される「第２の像担持体と第１の像担持体との速度比」が０．９８以上０．９９５未満の範囲に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１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、第２の像担持体の緩み側に緩み低減機構を配備したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４連タンデム構成のカラー画像形成装置は、転写ベルトにて転写紙を搬送するとともに、複数の感光体ドラムと転写ベルトを介して対向する位置にバイアス印加部材を配置してそのバイアス印加部材に転写バイアスを印加することで、複数の感光体ドラム上の各色のトナー像を転写ベルト上の転写紙に順次に重ね合わせて転写してカラー画像を形成し、また、いずれか１つの感光体ドラム上の単色のトナー像を転写ベルト上の転写紙に転写して単色の画像を形成するものが知られている。
【０００３】
この４連タンデム構成のカラー画像形成装置では、転写紙搬送速度は、転写紙を転写ベルトに吸着させて搬送するために転写ベルトの表面速度とほぼ同速となるのが一般的である。転写ベルトの表面速度と感光体ドラムの表面速度とに関しては、これらの速度を同じ速度とした場合には静電的な力のみにより感光体ドラムから転写ベルト上の転写紙へトナー像の転写が行われるが、転写ベルトの表面速度と感光体ドラムの表面速度との間に速度差を付けた場合には、静電的な力に加えて機械的な剥ぎ取り力により感光体ドラムから転写ベルト上の転写紙へのトナー像の転写が行われるために転写不良気味の画質劣化が防げる。
【０００４】
この点を詳しく述べると、転写ベルトの表面速度と感光体ドラムの表面速度とに差を付けた場合には、２色以上のトナー像を重ねあわせてカラー画像を形成する時に特に良好な転写性が得られる。単色画像形成時などのトナー像重ね合わせが無い時には、トナー層を転写紙表面に比較的保持しやすく、ある一定レベル以上の転写性を容易に確保できる。
【０００５】
しかし、２色以上のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する時には、２色以上のトナー像を重ね合わせる部分は、既に転写紙上に転写されたトナー層の上から感光体ドラム上のトナーを新たに転写するので、その新たに転写するトナーの転写性が悪くなる。このため、転写ベルトの表面速度と感光体ドラムの表面速度とに速度差を持たせる方法などが有効になる。
【０００６】
このように２色以上のトナー像を重ね合わせて転写する時の転写性を良くするために画像形成装置は、転写ベルトの表面と感光体ドラムの表面とに速度差を持たせるように設定されおり、このように設定された画像形成装置では、異なる２つ以上の通紙速度を持つ場合には、その通紙速度によらず（転写ベルトの表面速度／感光体の表面速度）で表現される「転写ベルトと感光体ドラムとの速度比」を一定に保持するように設計されているのが一般的である。
詳しくは、感光体や転写ベルトを駆動するモーターとして、通常ステッピングモーターが使用されているのが一般的であり、この場合、モーターに与えるパルス数を変更するだけで所望の駆動スピードが得られる。すなわち、通紙スピードが半分の場合は、駆動モーターに与えるパルス数も半分とする設計が通常なされているため、通紙速度が変更になっても「転写ベルトと感光体ドラムとの速度比」が一定となる。
【０００７】
例えば、４連タンデム構成のカラー画像形成装置において、転写ベルトの速度を感光体の速度よりも０．１〜１％速くしたものには、特許文献１がある。
感光体ドラムと転写ベルトと若しくは転写ベルト上の紙との間に速度差を持たせた場合、相対速度差により転写ベルト若しくは転写ベルト上の紙が緩み側と張り側とに分かれる。この緩み側では、転写ベルト張力が弱まるため、転写ニップ近傍の転写紙搬送速度が不安定となり、副走査方向の色ズレの発生原因となる。この色ズレに影響を与える緩み量は、感光体ドラムと転写ベルトとの速度比ではなく、相対速度差に依存することが、実験により分かった。すなわち、従来の装置では、通紙スピードが異なるモードにおいて、単純にモーターの回転速度を、その通紙スピードの変更比に応じて低減していたため、常に速度比が一定になる設定になっていた。
【０００８】
さらに詳しく述べると、例えば、２つ以上の通紙速度を持つ画像形成装置において、２００ｍｍ／ｓｅｃの通紙速度の時の感光体と転写ベルトとの相対速度差が１ｍｍ／ｓｅｃの設定で、副走査の色ズレ量と転写性との両立条件を確保していた場合、１００ｍｍ／ｓｅｃの通紙速度では、感光体と転写ベルトの相対速度差が０．５ｍｍ／ｓｅｃとなるような設定になっていた。
しかし、副走査色ズレに関しては、相対速度差に相関があるため、相対速度差が１ｍｍ／ｓｅｃとなるまで速度差を設定しても副走査の色ズレは問題とならない。
また、転写性に関しては、相対速度差が大きい程向上するため、従来の設定条件では、通紙速度が遅いときの感光体と転写ベルトとの速度差の設定条件は最適な条件ではなく、転写性には不利な条件になっていた。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２７４３３５９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、転写紙搬送速度の遅いモードでの副走査方向の色ズレ低減条件の確保及び転写性を向上させる設定条件になるようにした画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の本発明は、異なる２以上の転写紙搬送速度を有し、第１の像担持体と第２の像担持体との間に速度差を有する画像形成装置において、前記画像形成装置は、転写紙搬送速度が異なる場合でも、（（第２の像担持体の表面速度）−（第１の像担持体の表面速度））で表現する「第２の像担持体と第１の像担持体との速度差」が概略同一の設定値とすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、第１の像担持体は感光体ドラムであり、第２の像担持体は転写ベルトに吸着されて搬送される転写紙であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、第１の像担持体は感光体ドラムであり、第２の像担持体は中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、第１の像担持体は中間転写ベルトであり、第２の像担持体は転写紙であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、（第２の像担持体の表面速度／第１の像担持体の表面速度）で表現される「第２の像担持体と第１の像担持体との速度比」が０．９８以上０．９９５未満の範囲に設定されていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項６に記載の本発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、第２の像担持体の緩み側に緩み低減機構を配備したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）に適用した一つの実施形態について図１、図２で説明する。
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋが、転写紙１００の移動方向における上流側から順に配置されている。転写紙１００は図中の矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向に移動する。このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１５】
本レーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７及び排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ及び反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１６】
図２は、上記転写ユニット６の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット６で使用した転写搬送ベルト６０は、体積抵抗率が１０９〜１０１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）である。この転写搬送ベルト６０は、各トナー像形成部の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ６１〜６８に掛け回されている。
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ６１には、電源６５ａから所定電圧が印加された静電吸着ローラ８０が対向するように転写搬送ベルト６０の外周面に配置されている。この２つのローラ６１，６５の間を通過した転写紙１００は転写搬送ベルト６０上に静電吸着される。
ローラ６３は転写搬送ベルト６０を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。
【００１７】
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト６０の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト６０に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト６０と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ６８を備えている。
【００１８】
上記転写バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は、回転可能に揺動ブラケット９３に一体的に保持され、回動軸９４を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸９７に固定されたカム９６が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
上記入り口ローラ６１と吸着ローラ８０は一体的に、入り口ローラブラケット９０に支持され、軸９１を回動中心として、図２の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット９３に設けた穴９５と、入り口ローラブラケット９０に固植されたピン９２が係合しており、前記揺動ブラケット９３の回動と連動して回動する。これらのブラケット９０、９３の時計方向の回動により、バイアス印加部材６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃとその近傍に配置されるバックアップローラ６８は感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃから離され、入り口ローラ６１と吸着ローラ８０も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと転写搬送ベルト６０の接触を避けることが可能となっている。
【００１９】
一方、転写バイアス印加部材６７Ｋ及びその隣のバックアップローラ６８は出口ブラケット９８に回転可能に支持され、出口ローラ６２と同軸の軸９９を中心として回動可能にしてある。転写ユニット６を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体１１Ｋから、転写バイアス印加部材６７Ｋとその隣のバックアップローラ６８を離間させるようにしてある。
駆動ローラ６３に巻きつけられた転写搬送ベルト６０の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置８５が接触するように配置されている。このクリーニング装置８５により転写搬送ベルト６０上に付着したトナー等の異物が除去される。
【００２０】
転写搬送ベルト６０の走行方向で駆動ローラ６３より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ６４を設け、駆動ローラ８３への巻きつけ角を確保している。ローラ６４より更に下流の転写搬送ベルト６０のループ内に、押圧部材であるばね６９でベルトにテンションを与えるテンションローラ６５を備えている。
先に示した図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。
【００２１】
トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂまたは第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別のソータ及び綴じ装置等の後処理装置に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。
【００２２】
（本発明の詳細説明）
以下、図３及び図４に基づいて本発明を詳細に説明する。
図３は、転写ベルトの緩み側張力測定装置の概念図である。図３に示すように、転写ベルトの転写ニップ下流部のベルト張力を測定する実験系を組み、相対速度差を感光体ドラムの速度を可変とすることにより得るものとする。図４は、感光体ドラムと転写ベルトとの間に速度差を持たせて緩み側の張力を測定した結果である。緩み側の張力は、相対速度差がある値となるまでは低減し続ける。相対速度差が大きくなればなるほど、転写ニップ下流部の張力が低減し、転写ベルトには安定な速度が得られず、副走査の色ズレに不利な条件の設定になることを図４は示している。
【００２３】
また、図５（ａ）は、異なる２つの通紙モードを持つ画像形成装置における、感光体の表面速度と転写ベルトの表面速度との比と副走査方向の色ズレ量との関係を示し、図５（ｂ）は、異なる２つの通紙モードを持つ画像形成装置における、感光体の表面速度と転写ベルトの表面速度との相対速度差と副走査方向の色ズレ量との関係を示す。
図５（ａ）、（ｂ）から、異なる２つ以上の転写紙搬送速度である通紙モードを有する画像形成装置において、副走査の色ズレを一定とするためには、相対速度差を一定とする条件とする事が望ましいことがわかる。
【００２４】
具体的には、
２００ｍｍ／ｓｅｃと１００ｍｍ／ｓｅｃとの２つの転写紙搬送速度である通紙速度を持つ画像形成装置において、
転写ベルト表面速度を２００ｍｍ／ｓｅｃ、感光体表面速度を２０１ｍｍ／ｓｅｃに設定するモードと
転写ベルト表面速度を１００ｍｍ／ｓｅｃ、感光体表面速度を１０１ｍｍ／ｓｅｃとに設定するモードとする。
【００２５】
これにより、転写ベルト若しくは転写ベルト上に吸着搬送される紙と感光体の表面速度との相対速度差は、転写紙搬送速度によらず１ｍｍ／ｓｅｃとなる。この値は、図５（ｂ）から実験的に副走査色ズレ量が許容できるレベルであること、すなわち、この相対速度差が大きければ、転写性は良くなるが副走査色ズレが悪化するため、両者のバランスで決定されることが必要である。
この実施例では、通紙速度が２００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、「第２の像担持体の表面速度／第１の像担持体の表面速度」で表現する「第２の像担持体の表面速度と第１の像担持体の表面速度との速度比」が２００／２０１＝０．９９５であり、
通紙速度が１００ｍｍ／ｓｅｃの場合は、「第２の像担持体の表面速度／第１の像担持体の表面速度」で表現する「第２の像担持体の表面速度と第１の像担持体の表面速度との速度比」が１００／１０１＝０．９９である。
【００２６】
このように、通紙モードを変えて速度比を変えた場合においても、速度比が０．９８以上０．９９５未満の設定値となっていることが望まれる。０．９９５未満であれば、速度比による転写性が確保できる。また０．９８未満となった場合は、転写性は良いが、転写紙と転写ベルトとの間で紙吸着力を弱める力が過大となるため、副走査方向の色ズレが悪化する。このために、速度比は０．９８以上０．９９５未満が望まれる。この値は実験的に求まったものであり、機械の使用環境や紙種やシステムの違いなどにより多少シフトする可能性がある。
【００２７】
図６に速度比と転写率の関係を示す。感光体表面速度と転写ベルト表面速度との関係は、図６のように速度比が大きくなれば転写性である転写率が改善するが、図５（ａ）に示すように、副走査の色ズレ量が悪化する。よって、転写性と副走査の色ズレ量とのバランスにより決定されることが望まれる。ただし、図５（ｂ）に示すように、特に通紙速度が小さい場合の相対速度差と、通紙速度が大きい場合の相対速度差とを概略一定としても副走査の色ズレが悪化しないことが判明した。したがって、通紙速度が小さい場合には、従来の設定のように速度比を一定にした制御に比べ、転写性を良好な条件に設定することが可能となった。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、異なる２以上の転写紙搬送速度を有する画像形成装置において、直接転写方式又は中間転写方式を問わず、各々の転写紙搬送速度に応じて、副走査色ズレ低減を達成し、転写性の向上した画像形成装置を提供することができる。また、実使用条件下において発生する部品の寸法の公差による速度のバラツキを、第１像担持体の表面速度と第２の像担持体の表面速度との速度比の範囲を設定することで吸収することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るカラーレーザプリンタの概略構成図を示す。
【図２】転写ユニットの概略構成の拡大図を示す。
【図３】転写ベルトの緩み側張力測定装置の概念図を示す。
【図４】転写ベルトの表面速度と感光体の表面速度との速度差と転写ベルトの緩み側張力との関係を示す。
【図５】異なる通紙モードにおける転写ベルトの表面速度と感光体の表面速度との速度比及び速度差と副走査色ズレ量との関係を示す。
【図６】転写ベルトの表面速度と感光体の表面速度との速度比と２以上のトナー像を重ね合わせて転写する場合の転写率との関係を示す。
【符号の説明】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ    トナー像形成部
２  光書込みユニット
３，４  給紙カセット
５  レジストローラ対
６  転写ユニット
６０  転写搬送ベルト
６１〜６８  支持ローラ
６７Ｙ、６７Ｍ、６７Ｃ、６７Ｋ    転写バイアス印加部材
７  定着ユニット
８  排紙トレイ
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ  転写バイアス電源
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ  感光体ドラム
８０    静電吸着ローラ
８０ａ    電源
８５    クリーニング装置
９０    入り口ローラブラケット
９１    軸
９２    ピン
９３    揺動ブラケット
９４    回動軸
９５    穴
９６    カム
９７    カム軸
９８    出口ブラケット
９９    軸
１００  転写紙
Ａ      ベルト走行方向
Ｂ      第１の排紙方向
Ｃ      第２の排紙方向
Ｇ      切換ガイド
ＭＦ    手差しトレイ
ＴＣ    トナー補給容器
【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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【図６】
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