(57)【要約】【課題】二次転写方式で像担持体上のトナー像を被転写材シート上に転写する画像形成装置において、簡易な機構でもって転写ニップ部における画像調整を行えるようにすることで高品位印字を実現でき、また部材の耐久性を維持させる。【解決手段】中間転写ベルト１３０と該ベルト内外の二次転写ローラ対３，４との対向間に形成される曲率曲面でなる転写ニップ部ａ（接点）に、被転写材のシートＳが突入する直前の上流側に内側ガイド１と外側ガイド２からなるシート案内部材が配置される。二次転写ローラ対３，４のローラ中心点同士を結ぶ中心直線と、シート案内部材の直線案内部１ａから延長された出口端ｂでの直線に直交する垂直線との交点と転写ニップ部ａの接点との距離をＸ、交点と前記直線案内部出口端ｂとの距離をＹとした場合に、Ｘ＝Ｙとなるようにシート案内部材を移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を担持する像担持体上の画像を、前記像担持体を挟んで対向する転写ローラ対によってシートに転写する転写手段と、前記転写手段の上流側に配置されてシートを案内するシート案内部材と、を備えた画像形成装置において、
前記シート案内部材の出口側にシートを直線状に送り出す直線案内部が設けられ、
前記転写ローラ対のローラ中心点同士を結ぶ中心直線と、前記シート案内部材の直線案内部から延長された出口端での直線に直交する垂直線との交点をｓとし、この交点ｓと前記転写手段の転写ニップ部の接点との距離をＸ、交点ｓと前記直線案内部出口端との距離をＹとした場合に、
Ｘ＝Ｙ
となる状態を保って、前記シート案内部材が移動されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記シート案内部材が、シートの厚さ寸法を含むシートサイズ情報に基づいて出力された作動信号によって移動す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】
前記作動信号によって駆動して前記シート案内部材を移動させる調整機構を有してなっていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記調整機構が、複数の関節をヒンジ連結してなっている多関節リンク機構、または無段変位機構であることを特徴とする請求項３に係る画像形成装置。
【請求項５】
倍率測定機構により検知された倍率によって前記シート案内部材を移動させることを特徴とする請求項１乃至４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、複写機、ファクシミリ装置およびやレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の分野では中間転写方式が周知であり、感光体ドラム（像担持体）上に形成されたトナー像を一旦無端状の中間転写ベルト（像担持体）の表面に一次転写し、カラー印刷の場合は複数色のトナーごとにそうした一次転写を繰り返してトナー像を重ね合わせる。重ね合わせたトナー像を今度は一括して中間転写ベルトから被転写材のシート表面に二次転写して、シートに画像を記録する（特許文献２参照。）。
【０００３】
中間転写ベルトは、無端状の平ベルト本体を駆動ローラ、従動ローラおよびテンションローラなど複数のローラ間に捲回して構成される。それら複数の捲回ローラのうちの１つは二次転写用となっており、この二次転写ローラに平ベルト本体を挟んで外側から対向させてさらに別の二次転写ローラが配置される。それらベルト内外の二次転写ローラと平ベルト本体とが接触する接点間を転写ニップ部としてそこに給紙ローラから給送されてきたシートが送り込まれる。送り込まれてきたシートをベルト外側の二次転写ローラは平ベルト本体に押し当てるように作用し、平ベルト本体表面のトナー像を一括してシートに転写し、二次転写を終える。
【０００４】
転写ニップ部での転写後に生じる画像不均一をなくすための画像調整、あるいは所望する画像倍率に調整する方法や構造として、感光体ドラムにおいて潜像形成されるときの書き込み間隔を変えたり、さらには平ベルト本体とシートとの間に速度差を設けるなどの対策がとられてきた（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１１６７６号公報
【特許文献２】特開２００２−２４４４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかる画像調整方式の場合、潜像書き込みの可変制御や速度差制御のために複雑かつ高精度な制御プログラムや制御装置が必要となることからコスト高となる。また、部材間に速度差を設けると部材同士の間で擦れが発生し、部材が損傷や磨耗して寿命の低下につながり易い。
【０００７】
本発明の目的は、簡易な機構でもって転写ニップ部における画像調整を行えるようにすることで高品位印字を実現でき、また部材の耐久性維持にも有効な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、画像を担持する像担持体上の画像を、前記像担持体を挟んで対向する転写ローラ対によってシートに転写する転写手段と、前記転写手段の上流側に配置されてシートを案内するシート案内部材と、を備えた画像形成装置において、
前記シート案内部材の出口側にシートを直線状に送り出す直線案内部が設けられ、
前記転写ローラ対のローラ中心点同士を結ぶ中心直線と、前記シート案内部材の直線案内部から延長された出口端での直線に直交する垂直線との交点をｓとし、この交点ｓと前記転写手段の転写ニップ部の接点との距離をＸ、交点ｓと前記直線案内部出口端との距離をＹとした場合に、
Ｘ＝Ｙ
となる状態を保って、前記シート案内部材が移動されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の画像形成装置によれば、複雑な制御などに依存することなく簡易な機構でもって転写ニップ部における画像調整を行え、また部材の耐久性維持にも有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明による画像形成装置の実施形態について図を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の画像形成装置を示し、装置本体１０１の上部には透明ガラス板からなる原稿台１０２が設けられ、原稿圧着板１０３はその原稿台１０２の所定の位置に画像面を下向きにセットされた原稿１００を押圧して固定されている。原稿台１０２の下側には原稿１００を照明するランプ１０４と、照明した原稿１００の光像を画像処理ユニット１０８に導くための反射ミラー１０５、１０６、１０７とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ１０４及び反射ミラー１０５、１０６、１０７は所定の速度で移動して原稿１００を走査する。
【００１２】
画像形成部１２０は、感光体ドラム１２１と、この感光体ドラム１２１の表面を均一に帯電する帯電ローラ１２２と、感光体ドラム１２１にトナー像を形成するロータリ現像ユニット１２５と、を有する。画像形成部１２０は、感光体ドラム１２１の表面に現像されたトナー像が一旦、一次転写される無端状平ベルトでなる中間転写ベルト（像担持体）１３０と、を有する。画像形成部１２０は、さらに、中間転写ベルト１３０のトナー像を被転写材であるシートＳに一括して転写する二次転写部１３１と、トナー像を転写した後に感光体ドラム１２１に残留したトナーを除去するクリーナ１２３を備えている。感光体ドラム１２１は、帯電ローラ１２２によって帯電された感光体ドラム１２１の表面にレーザーユニット１０９から照射される光像により形成された静電潜像を現像して中間転写ベルト１３０に転写するようになっている。シートＳはシートカセット１１０から供給される。
【００１３】
図２以下の各図に示すように、転写手段としての二次転写部１３１は、中間転写ベルト１３０を捲回して張架する複数の回転ローラ（原動用、従動用およびテンション用など）のうちの１つであるベルト内側の二次転写ローラ３を有し、平ベルト本体を外側から挟んでその内側の二次転写ローラ３に対向する二次転写ローラ４を有している。以下、それらベルト内外側二次転写ローラ３，４を単に転写ローラ対３，４という。中間転写ベルト１３０の平ベルト本体を内外から挟む転写ローラ対３，４との接点部に転写ニップ部ａが形成され、そこにシートＳを挟んで平ベルト本体上のトナー像を転写し、二次転写工程とする。シートは転写ニップ部ａにおいて撓まされた状態（曲率を持った状態）でトナー像が転写される。
【００１４】
一方、画像形成部１２０の下流側には、搬送されるシートＳ上のトナー像を永久画像として定着する定着器１３５と、この定着器１３５においてトナー像が定着されたシートＳを複写機本体１０１から排出する排出ローラ対１１２とを順に配設してある。複写機本体１０１の外側には、排出ローラ対１１２によって排出されたシート材Ｓを受け取る排出部１１３が設けられている。
【００１５】
ここで、本発明の基本となる転写ニップ部における画像調整の考え方について、図６を参照して模式的に説明する。
【００１６】
いま、シートＳの厚さ寸法をｔ、シートＳの被転写面までの曲率半径をｒ１とすると、シートＳの厚さ寸法ｔの半分ｔ／２における曲率半径ｒ２は、
ｒ２＝ｒ１＋ｔ／２
である。いま、曲率半径ｒ１で収縮状態になっている転写時の画像１０の大きさをＡ１で表せば、転写後の画像１０´の大きさＡ２は平坦に伸びることで拡大し、Ａ１＜Ａ２となる。Ａ１からＡ２に拡大して転写後の画像伸び率εは、ｒ２とｒ１との比率で表すと、
ε＝Ａ２／Ａ１＝ｒ２／ｒ１＝１＋ｔ／（２ｒ１）
となる。つまり、シート曲率半径を変化させることによって画像伸び率ε１も変化する。そこで、本発明の画像調整の考え方は、転写ニップ部ａに突入する直前の上流側でシートＳの曲率半径ｒを調整することで、転写後の画像倍率を所望するものにすることである。
【００１７】
図３および図４に示すように、シートＳが転写ニップ部ａに突入する際、中間転写ベルト１３０の平ベルト本体曲率半径Ｒｔに倣って湾曲するように思えるが、マクロ的に見た場合、実際にはベルト曲率半径Ｒｔとシートの曲率半径ｒとは必ずしも合致しない。その場合、シートＳが転写ニップ部ａに突入する手前直前の上流に設けられた図示例のごとき内側ガイド１と外側ガイド２からなる案内部材に案内されるとき、シートの曲率半径ｒはその案内部材から出た直後のシートＳの接線方向で形成される半径ｒｓに依存する。これに着目して、シートＳ上に転写されるトナー像の拡大倍率とか伸びを補正する調整がＲｔ≦ｒｓ≦∞の範囲において可能となる。例えば、Ｒｔ＝１０[ｍｍ]，ｔ＝０．１［ｍｍ］とした場合、トラック効果分を考慮すると、画像伸び率εは０≦ε≦１．００５となり、０〜０．５％だけ調整される。
【００１８】
図２において、転写ローラ対３，４の各中心点を結ぶ中心直線Ａとすると、その中心直線Ａ上に転写ニップ部ａの平ベルト本体およびシートＳとの接点が存在する。内側ガイド１の下流側にはシートの案内面が断面直線形状となっているシート直線案内部１ａを有する。シート直線案内部１ａの出口点（下流側端部）をｂとする。出口点ｂを通過し、シート直線案内部１ｂのシートの案内面と垂直な線と、中心直線Ａとの交点をｓとする。つまり、内側ガイド１に形成された直線案内部としてのシート直線案内部１ｂから延長された出口端としての出口点ｂでの直線に直交する垂直線と、中心直線Ａとの交点をｓとする。内側ガイド１のシート直線案内部１ａの出口点ｂと交点Ｓとを結ぶ直線距離ｓｂが、交点ｓと転写ニップ部ａとを結ぶ直線距離ｓａと等しい（ｓａ＝ｓｂ）。また、シート案内部材としての内側ガイド１と外側ガイド２は、
ｓａ＝ｓｂ
の状態を保って、後述する多関節リンク機構５などの調整機構で移動する。
【００１９】
シート案内部材を移動調整することにより、転写ニップ部における接点（符号ａ）に突入する直前のシートＳの姿勢を内側ガイド１で直線的かつ平坦にガイドする。ｓａ＝ｓｂの状態では、転写ニップ部に進入するシートの曲率半径ｒは、内外側ガイド１，２から出た直後のシートＳの接線方向で形成される半径ｒｓと等しくなる。ｓａ＝ｓｂを保った状態で内側ガイド１が移動すれば、内側ガイド１の位置に依らずに、転写ニップ部に進入したシートの曲率半径ｒは半径ｒｓと等しい。
【００２０】
なお、ｓａ＝ｓｂを保った状態では、シートの曲率半径ｒを決定付ける上記半径ｒｓは、交点ｓから内側ガイド１のシート直線案内部１ａの出口点ｂとを結ぶ直線距離ｓｂ、及び、交点ｓから転写ニップ部ａまでの直線距離ｓａと同じ長さである。ｓａ＝ｓｂの状態では、直線距離ｓｂ及び直線距離ｓａと等しい半径ｒｓに基づいてシートの曲率半径ｒを求めることができるために、シートの曲率半径ｒに基づいて転写倍率を容易に算出できる。したがって、半径ｒｓを後述の構成によって変化させることによって中間転写ベルト１３０からシートＳに二次転写されるトナー像を等倍もしくは設定伸び率や倍率でもって調整することが容易にできる。このようにトナー像を調整することで、あらゆる種類の１枚のシートＳにおいて、先端から後端までの記録領域で均一な倍率や伸びの無い画像を記録することが可能になる。
【００２１】
調整機構を示す図２〜図４において、転写ニップ部ａの手前上流側にシート案内部材が配置されている。このシート案内部材は内側ガイド１と外側ガイド２の一対からなり、その内側ガイド１に結合する多関節リンク５を作動させることによって、案内部材全体の位置を変動させることができる。多関節リンク５は、本例では４つの関節メンバー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが互いにヒンジピンによって連結された構造となっている。また、そうした多関節リンク５を関節ごとに移動させるスライダ駒７が設けられている。このスライダ駒７は駒ガイドフレーム８の内側に案内されて駆動手段（図示略）から動力を受けることにより移動し、スライダ駒７の内側のリンク支持部７ａを介して多関節リンク５の任意の関節メンバーを支持できるようになっている。
【００２２】
また、内外側ガイド１，２からなるシート案内部材は、図２中矢印Ｃの方向へばねなど弾性部材によって引っ張られる方向へ付勢されている。内外側ガイド１，２は、内側ガイド１の後端に設けたブラケット１ａを介して円環状の軌道支持ガイド６の内側を案内されて移動可能となっている。また、内側ガイド１はシートＳを直線状に案内して送り出す直線案内部１ａを有し、多関節リンク５に張力を付与することで、その内側ガイド１のシート直線案内部１ａの出口点ｂと多関節リンク７とを結んだ直線Ｂ（図３参照）に対して、内側ガイド１のシート直線案内部１ａの方向つまりシート送り方向が直交し、出口点ｂにおける角度が直角（９０°）に保たれるようにしている。すなわち、内側ガイド１のシート直線案内部１ａの出口点ｂの出入り寸法を機械的動作させて調整することで、シートＳの転写時の曲率半径を決める接線が得られるようにする。さらに、案内部材の後方に配置された矯正ローラ９によって、シートＳを内側ガイド１に押し付けて誘導できるようその方向へシートＳを付勢し、それによって所定のシート転写曲率半径を保つよう補助している。
【００２３】
図２に示すように、スライダ駒７のリンク支持部７ａの可動調整によって１つの関節メンバー５ｂの部分からリンク長さを変化させることによって、内外側ガイド１，２から出た直後のシートＳの接線方向で形成される半径ｒｓが変化する。これによって、シート転写半径を変化させることができる。同様な要領でスライダ駒７を移動させることにより、シート転写曲率半径を変化させる（図４参照）。
【００２４】
スライダ駒７のリンク支持部７ａの作動させ、多関節メンバー５ａ〜５ｄの任意のものを変動させてリンク長さを変化させる駆動は、ユーザが操作パネルにて入力したシート選択信号に基づいて、制御部によって制御される。制御部ではシートＳの厚さなどシート情報に基づいてスライダ駒７のリンク支持部７ａの作動を制御する。但し、駆動源から案内部材に作動伝達する手段は上記のような多関節リンク機構５に限定されるものではなく、それに代えて無段階軌道機構を採用すれば円滑な調整駆動が実現できる。また、倍率測定手段を設けることにより、倍率測定手段が検出した倍率に基づいて自動的に案内部材を変動させることで、画像調整を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による画像形成装置の実施形態を示す図。
【図２】本実施形態の要部である二次転写部と調整機構との取り合いを示す図。
【図３】本実施形態における画像調整の考え方を模式的に示す図。
【図４】同要部の拡大した模式図。
【図５】本実施形態による調整機構の動作例を示す図。
【図６】二次転写後に生じる画像不均一を模式的に説明する図。
【符号の説明】
【００２６】
１      内側ガイド（シート案内部材）
１ａ    シート直線案内部                        
２      外側ガイド（シート案内部材）
３      ベルト内側の二次転写ローラ（二次転写部）
４      ベルト外側の二次転写ローラ（二次転写部）
５      多関節リンク機構（調整機構）
１３０  中間転写ベルト（像担持体）
Ｓ      被転写材シート
ａ      転写ニップ部
Ｒｔ    転写曲率
ｒｓ    シート転写曲率半径
【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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