(57)【要約】      （修正有）【課題】タンデム型印写機におけるバンディングや色ずれを抑制する。【解決手段】本実施例のタンデム型印写機は、定着機構１、ベルト駆動ローラ２、従動ローラ３、および各色（ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の色付けローラを有して構成される。定着機に近い所にレイアウトれたローラが、待機中あるい運転中に蓄熱して、これに張架されたベルトに熱影響を与えない様に、ローラが蓄熱しない構造として、中空パイプ管を用いる。その両端には、軸受け部を兼ねたフランジを設け、このフランジ部には、内部と連通する様に開口部を設けてあり、内部の空気は、これを通して循環移動する。それによりベルトが移動を行なうと、極めて短時間に温度は拡散して、ローラ温度、ベルト温度共、均一化することができる。【選択図】図３
2005091810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒の両端側面部に外気と連通する通気部が構成され、両軸端が回転可能に支持された円筒状のローラを有し、
前記通気部により前記ローラの放熱効果を向上させて蓄熱による該ローラの機械的な変形を防止し、バンディングや色ずれ発生を抑制したベルト駆動機構部を備えたこと、を特徴とするタンデム型印写機。
【請求項２】
前記ローラへはベルトが張架されて構成されたベルト張架ローラ型であること、を特徴とする請求項１に記載のタンデム型印写機。
【請求項３】
前記ローラの表面部の周方向に、多数の突出部又は座ぐり穴のうちの少なくともいずれか一方を設けたこと、を特徴とする請求項１または２記載のタンデム型印写機。
【請求項４】
前記ローラの外周面または内周面の少なくとも一方の周方向に、多数のスリットを設けたこと、を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のタンデム型印写機。
【請求項５】
前記ローラを無垢のローラとし、該ローラに多数の穴又は周方向のスリットを設けたこと、を特徴とする請求項１または２記載のタンデム型印写機。
【請求項６】
前記ローラは、アルミニウム又は同等以上の熱伝導特性を有する材料により構成されたこと、を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のタンデム型印写機。
【請求項７】
当該タンデム印刷機のプリント待機時において、定着機構の電源オン、オフ信号の間隔時間に応じてベルト駆動モータに通電してベルトの移動を行い、発熱の蓄積防止を図ったこと、を特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のタンデム型印写機。
【請求項８】
前記プリント待機時において、ベルト周辺に配設された温度センサの検出結果が一定の温度に上昇したことを検知し、ベルト駆動モータを駆動して前記ベルトの移動を行わせること、を特徴とする請求項７記載のタンデム型印写機。
【請求項９】
前記ローラの延長端部に、該ローラの回転位置を検出する回転検出機構を一体的に設けたこと、を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のタンデム型印写機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラへの熱蓄を防止し、ベルト厚さ変形への影響を少なくすることを図った、タンデム型印写機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一の従来技術では、導電性を有する円筒形状の支持体の内周面に、弾性材料によって形成された円筒形状の本体部の外周面を当接させるようにして位置付けられる、振動抑制部材の軸心方向の端部に、テーパー部を形成している。これにより、帯電ムラを発生させることなく、振動に起因する異音の発生を抑制している（参照；特許文献１）。
また、他の従来技術では、ローラ本体の内部が第1の中空室に形成され、ローラ本体の両端が第２の中空室に連通する筒状の軸部に形成され、熱伝導性の高い複写機用ヒートローラを提供すること、を課題としている（参照；特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−１８６３４７号公報
【特許文献２】特開平１０−３０１４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、以下の通りである。
電子写真方式を採用するタンデム型印写機構においては、使用される中間転写ベルトあるいは直接転写ベルトを、高精度に搬送する必要がある。なぜならば、等速（あるいは等位置）で移動しないと、バンディングや色ずれを発生することになるからである。
【０００４】
本発明は、中転又は直転のベルトを使用した電子写真プリンターにおいて、転写ベルトが機内の温度影響を受けての速度変動の防止を図る目的で、ベルトを掛け渡したいずれかのローラの構成に改良を加えた、ベルト駆動機能に関するものである。
さらには、これらの改良型ローラを用いて、ベルトの移動に対して忠実な従動回転をさせながら速度検出を行ない、安定的な速度検出を可能としたタンデム型印写機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、中空円筒の両端側面部に外気と連通する通気部が構成され両軸端が回転可能に支持された円筒状のローラを有し、通気部によりローラの放熱効果を向上させて蓄熱による該ローラの機械的な変形を防止し、バンディングや色ずれ発生を抑制したベルト駆動機構部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のタンデム型印写機において、ローラへはベルトが張架されて構成されたベルト張架ローラ型であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のタンデム型印写機において、ローラの表面部の周方向に、多数の突出部又は座ぐり穴の内の少なくともいずれか一方を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のタンデム型印写機において、ローラの外周面または内周面の少なくとも一方の周方向に、多数のスリットを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のタンデム型印写機において、ローラを無垢のローラとし、該ローラに多数の穴又は周方向のスリットを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のタンデム型印写機において、ローラは、アルミニウム又は同等以上の熱伝導特性を有する材料により構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載のタンデム型印写機において、当該タンデム印刷機のプリント待機時において、定着機構の電源オン、オフ信号の間隔時間に応じてベルト駆動モータに通電してベルトの移動を行い、発熱の蓄積防止を図ったことを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のタンデム型印写機において、プリント待機時において、ベルト周辺に配設された温度センサの検出結果が一定の温度に上昇したことを検知し、ベルト駆動モータを駆動してベルトの移動を行わせることを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載のタンデム型印写機において、ローラの延長端部に、該ローラの回転位置を検出する回転検出機構を一体的に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタンデム型印写機によれば、ローラに蓄熱が発生し、このローラに掛けられて停止していた部分あるいはその近傍のベルトが、高温度と付与テンションにより若干伸びて駆動半径が短くなり、運転中の温度勾配と共に速度変動を起こすという現象が軽減される。ローラ自体の線膨張によっても微少な経の変形を起こし、同様の現象（この場合はベルト厚さとローラ経変化の複合現象）が発生するが、これの防止または発生症状の減少化を図ることができる。
【００１５】
また、ローラに蓄熱が発生し、このローラに掛けられて停止していた部分あるいはその近傍のベルトが、高温度と付与テンションにより若干伸びて駆動半径が短くなり、運転中の温度勾配と共に速度変動を起こすという現象が軽減される。さらに、ローラ自体の線膨張によっても微少な経の変形を起こし、同様の現象（この場合はベルト厚さとローラ経変化の複合現象）が発生するが、これを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明によるタンデム型印写機の実施の形態を詳細に説明する。図１から図１２を参照すると、本発明のタンデム型印写機の一実施形態が示されている。これらの図の、図１が本発明のタンデム型印写機の実施例の全体構成を示している。図２は、本実施例の経過時間に対応する色ずれ量の特性例を、従来例と比較対応して示したグラフ図である。図３は、本発明のタンデム型印写機に適用されるローラ部の構成例を示す斜視図である。図４から図８は、ローラの各種の構成例を示している。また、図９から図１２は、タンデム型印写機の各種の構成例を示している。
【実施例１】
【００１７】
実施例１を図１から図１２に示す。これらの内の図１から図３を基本構成とし、図４から図１２を応用例・変化例として、本実施例１の構成内容を以下に詳述する。
【００１８】
図１は、本発明のローラが配置され、４連タンデム型カラー電子写真プリンターに適用される、タンデム型印写機部の配置例を示す図である。また、本発明で対象とするローラとベルトの位置、発熱源となる定着機の位置、等の関係例を示す図である。この図１において、本実施例のタンデム型印写機は、定着機構１、ベルト駆動ローラ２、従動ローラ３、および各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー／ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）の色付けローラを有して構成される。本実施例においては、特に、ローラの構成に特徴がある。
【００１９】
図２は、プリント待機している装置を起動後に、プリント連写した場合の対時間の色ずれ推移（実線ｂ）と、本発明のローラを用いた場合の色ずれ推移（一点鎖線ａ）とを、比較対照して示した図である。図２によれば、実線ｂの従来例と比較して、本発明のローラを用いた場合の一点鎖線ａでは、色ずれ推移が明確に改善されていることが解る。
【００２０】
図３は、本発明の実施例に適用されるローラの構成例を示している。本タンデム型印写機装置内の発熱源に近い所（定着機）にレイアウトされたローラが、待機中あるいは運転中に蓄熱して、これに張架されたベルトに熱影響を与えない様に、ローラが蓄熱しない構造とし、中空パイプ管を用いている。また、その両端には、軸受け部を兼ねたフランジを設けている。このフランジ部には、内部と連通する様に開口部を設けている。左右両軸のフランジに穴を空けており、内部の空気は、これを通して循環移動する。そのため、それに伴ってベルトに接触する中空円筒表面部の温度を、長時間高温状態にする事態の発生を回避している。本構成により、ベルトへの熱影響が少なく、それによりベルトが移動を行なうと極めて短時間に温度は拡散して、ローラ温度、ベルト温度共に、均一化することができる。その結果、色ずれ量も減少する。
【００２１】
（応用例１）
図４および図５は、ローラへの蓄熱を減少させ拡散時間をさらにアップさせるための方法として、ローラ外周の放熱面積を大きくすることを狙いとした実施形態を示す。外周に多数の半抜き穴や座ぐり穴を形成している。この半抜き加工は、平板をプレスにより行なった後、まるめ加工後にシームレス溶接加工して、おおまかな円筒形成をする。アルミ材を使う場合は、押し出し又は引き抜きの中空材に、ＮＣ加工で座ぐり穴を多数あける。ローラ外周の径の精度やフレ精度は、ベルトの移動精度を決定し、そのまま色ずれに繋がる怖れがある。このため、いずれのローラも両軸支持の後、外周切削、あるいは研削加工することにより、容易に精度を確保することが可能である。
【００２２】
（応用例２）
図６における実施形態も図４および図５に示した応用例１と同じ狙いであり、この場合は、多数のスリットをローラ外周に形成して表面積を増加させ、放熱効果を向上させている。同様に、外周精度は（径精度、フレ精度）そのまま色ずれに繋がるので、いずれのローラも両軸支持の後に外周切削、あるいは研削加工することにより、精度確保を図る。
【００２３】
（応用例３）
図７および図８は、応用例３を示している。応用例３では、中空パイプでない構成を示す。材料は、アルミダイキャストやアルミ精密鋳型など型製作可能な金属材料を用いる。図７は、スリットを構成後、両端に支持軸を圧入し、外周精度確保の加工をした実施形態を示している。また、図８は、多数の穴を形成したローラに対し、上記と同様両端に支持軸を圧入し、外周精度確保の加工をした実施形態を示す。
【００２４】
これらのローラは、蓄熱することなく極力、伝達性が高く早く放熱させる必要がある。アルミニウム又はアルミニウム合金等の材料が最適であり、熱伝達係数でおおむね236（K/W・m^-1・K^-1）又はそれ以上のものが良い。本材料を用いれば、単純に鉄の83.5に対し３倍の熱伝達率で構成できる。
【００２５】
（変化例１）
通常プリンター又は複写機は、省エネルギー実現のために、定着機構部は熱コントロールされている。すなわち、内部にサーミスタを有し、一定の時間が経過した場合は設定温度を下げて次のプリントを実行するためのＯＮ情報を待ち、その間ヒータへのＯＮ／ＯＦＦ制御を繰り返している。この信号に同期させてベルトの駆動（同じ所に待機しないでゆっくりと移動させる）を行い、局所的に発生するローラ、ベルトへの熱蓄積を防ぐ。
図９は、定着機構のシステム構成例を示し、最大の発熱源である定着機構部の通電に同期して待機時にモータに通電し、回転移動をさせるシステム図である。図９に示した定着機構のシステムは、図１に示した機構部に加え、駆動部および制御システム部を示している。本駆動部および制御システム部は、モータ１１、２１、モータドライバ１２、２２、コントローラ１３、ヒータドライバ１４を有して構成される。なお、図９中の符号Ｓ1は、定着機構の温度監視サーミスタである。
【００２６】
（変化例２）
一方、図１０、図１１は、ベルトが掛け渡されるローラ近傍に温度検出素子を設け、事前に設定された温度を超えた時に回転駆動させることを図った場合の、タンデム型印写機の構成例を示した図である。あるいは、温度分布差が発生する場合に対して、各所に設定した温度センサ間の検出差分を求め、これに対しても同様に、事前に設定された温度を超えた時回転駆動させる。待機時の駆動速度は、非常にゆっくりした速度で効果を得ることができる。例えば、数ｍｍ／分〜数十ｍｍ／秒の速度で移動させれば良い。図１０、図１１の駆動部および制御システム部は、モータ２１、モータドライバ２２、コントローラ２３を有して構成される。なお、図１０、図１１中の符号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3は、各所に配置された温度監視サーミスタである。
【００２７】
（変化例３）
図１２は、ベルトの移動速度を検出して駆動モータにフィードバック帰還させて、等速度（あるいは等位置精度）運転するために、ベルトのループ内に設けられた検出ローラに、応用させる場合を示す図である。このローラは、図１では従動ローラＡ又は従動ローラＢ又は従動ローラＣに該当する。ローラ端部には、制御精度に合わせ、１回転で数パルス〜数千パルスを発生するフォトエンコーダを取り付けて検出する。検出ローラ自体が温度変化に応じた変動を起こさないので、変動（ベルトの厚さ変動、ローラ偏芯による変動成分）を正確に検出して、正確なフィードバック制御を行うことができる。図１２の駆動部および制御システム部は、モータ２１、モータドライバ２２、コントローラ２３、エンコーダ２５、フィードバック制御部２６を有して構成される。
【００２８】
プリント待機時において、上記実施例のいずれかのローラを使用するとともに、定着機構の電源オン、オフ信号に応じてベルト駆動モータに通電して、ベルトの移動を行わせる。これにより、ほんの僅かづつでもローラ及びベルトを移動させることによって、定着部等での熱影響を集中的に受けて変動量を増大させる事無く、蓄熱分散化させることで安定した高精度運転を可能とする。また、プリント待機時において、本実施例のローラを使用するとともに、ベルト周辺に配設された温度センサの検出結果が一定の温度に上昇したことに基づき、ベルト駆動モータに通電をして、ベルトの移動を行わせる。これにより、さらに厳密な温度センシングを行いながら、僅かずつローラ及びベルトを移動させる。これによって、定着部等での熱影響を集中的に受けて変動量を増大させることなく蓄熱分散化させ、安定した高精度運転を可能とする。
【００２９】
また、ローラの延長端部に、ローラの回転位置を検出する回転検出機構を一体的に設ける。この様に構成されるエンコーダ付きあるいは、エンコーダ及びセンサ付きローラにより、ベルトの移動速度を検出することにより、高精度なフィードバック駆動制御が可能となる。
【００３０】
さらに、ほんの僅かずつでもローラ及びベルトを移動させることによって、定着部等での熱影響を集中的に受けて変動量を増大させることなく蓄熱を分散化させ、安定した高精度運転を可能とする。厳密な温度センシングを行いながら、僅かずつローラ及びベルトを移動させる。これによって、定着部等での熱影響を集中的に受けて変動量を増大させることなく蓄熱分散化させ、安定した高精度運転を可能とする。このように構成されるエンコーダ付き、あるいはエンコーダ及びセンサ付きローラにより、ベルトの移動速度を検出する。これにより、高精度なフィードバック駆動制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】タンデム型印写機の全体構成例を示す図である。
【図２】本実施例の経過時間に対応する色ずれ量の特性例を従来例と比較対応して示す図である。
【図３】本発明のタンデム型印写機に適用されるローラ部の構成例を示す斜視図である。
【図４】ローラの構成例１を示す図である。
【図５】ローラの構成例２を示す図である。
【図６】ローラの構成例３を示す図である。
【図７】ローラの構成例４を示す図である。
【図８】ローラの構成例５を示す図である。
【図９】ベルト駆動部の構成例１を示す図である。
【図１０】ベルト駆動部の構成例２を示す図である。
【図１１】ベルト駆動部の構成例３を示す図である。
【図１２】ベルト駆動部の構成例４を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    定着機構
２    ベルト駆動ローラ
３    従動ローラ
１１、２１    モータ
１２、２２    モータドライバ
１３、２３    コントローラ
１４    ヒータドライバ
２５    エンコーダ
２６    フィードバック制御部
ＢＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙ    各色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）色付けローラ
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3    各所に配置された温度監視サーミスタ
【図１】
2005091810.tif 000003
【図２】
2005091810.tif 000004
【図３】
2005091810.tif 000005
【図４】
2005091810.tif 000006
【図５】
2005091810.tif 000007
【図６】
2005091810.tif 000008
【図７】
2005091810.tif 000009
【図８】
2005091810.tif 000010
【図９】
2005091810.tif 000011
【図１０】
2005091810.tif 000012
【図１１】
2005091810.tif 000013
【図１２】
2005091810.tif 000014