(57)【要約】【課題】中間転写体に対する用紙搬送速度の変動を簡単な構成により防止し、画像不良や搬送不良の発生しない画像形成装置を提供する。【解決手段】５は矢印Ｂ方向に回転する中間転写ドラムであり、７ａは中間転写ドラム５の下部に配置され中間転写ドラム５に所定の圧力で当接又は離間される転写ローラである。転写ローラ７ａ及び従動ローラ７ｂには無端状の分離ベルト８が張架され、図中反時計回りに回動する。レジストローラ１３の線速Ｖ１は中間転写ドラム５の線速Ｖの９８．７％以上に設定され、分離ベルト８の線速Ｖ２はレジストローラ１３の線速Ｖ１よりも大きく、且つ中間転写ドラム５の線速Ｖよりも小さくなるように設定されている。【選択図】図１
2007219181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと現像装置とを含む１つ以上の画像形成部と、前記感光体ドラムに当接して回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に所定の圧力で当接して記録媒体を挿通させるニップ部を形成する転写手段と、前記ニップ部に所定のタイミングで記録媒体を給送するレジストローラとを備え、
前記画像形成部により前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を、前記転写手段により記録媒体上に一度に転写する画像形成装置において、
前記中間転写体の線速をＶ、前記レジストローラの線速をＶ１、前記転写手段の線速をＶ２としたとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする画像形成装置。
０．９８７Ｖ≦Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ  ・・・（１）
【請求項２】
前記転写手段は、転写ローラと、該転写ローラを含む複数のローラ間に張架される無端状の分離ベルトとで構成されることを特徴とする請求項１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、画像形成装置に関し、特に中間転写ベルトや中間転写ドラム等の中間転写体上にトナー像が順次形成されるカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置の画像形成過程を図４を用いて説明する。図４はカラー画像形成装置の構成を示す概略図であり、画像形成装置１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内において、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１が帯電ユニット２により一様に帯電され、図示しない画像読取部で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット３からのレーザビームにより感光体ドラム１上に静電潜像が形成される。なお、ここでは画像形成装置としてカラープリンタを例示しており、原稿画像データは図示しないパーソナルコンピュータ等から送信される。
【０００３】
感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電ユニット２により表面を帯電させるようになっている。そして、露光ユニット３からのレーザビームを受けた表面に帯電を減衰させた静電潜像を形成する。感光層を形成する感光材料としては、アモルファスシリコン感光体や正帯電有機感光体（正ＯＰＣ感光体）が用いられる。正ＯＰＣを用いた場合、オゾン等の発生が少なく帯電が安定しており、特に単層構造の正ＯＰＣは長期間使用して膜厚が変化した場合においても感光特性に変化が少なく、画質も安定するため長寿命のシステムには好適に用いられる。
【０００４】
感光体ドラム１の周囲には、回転方向上流側から順に、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色の現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄが配置されている。現像装置４ａ〜４ｄにより感光体ドラム１上の静電潜像に正極性トナーが付着されて各色のトナー像が形成される。５はトナー像が転写される中間転写ドラムであり、感光体ドラム１に当接しながら図示しない駆動手段により矢印Ｂ方向に回転する。中間転写ドラム５には、例えば発泡ウレタンに導電性ゴムを被覆したものが用いられる。
【０００５】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム１上にシアンのトナー像の形成を行う。そして、中間転写ドラム５に負極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１上のシアンのトナー像が中間転写ドラム５上に転写される（一次転写）。その後、感光体ドラム１の表面に残留したトナーが感光体クリーニング装置６により除去され、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム１上に形成され、中間転写ドラム５上に転写される。
【０００６】
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム１からイエロー及びブラックのトナー像が中間転写ドラム５上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。７ａは中間転写ドラム５の下部に配置され中間転写ドラム５に所定の圧力で当接又は離間される転写ローラである。転写ローラ７ａの下流側近傍には従動ローラ７ｂが配置されており、転写ローラ７ａ及び従動ローラ７ｂには無端状の分離ベルト８が張架されている。転写ローラ７ａ及び分離ベルト８は、中間転写ドラム５に所定の圧力で当接して用紙（記録媒体）９を挿通させるニップ部（二次転写ニップ部）を形成する転写手段を構成する。
【０００７】
上記のようにトナー像が形成された中間転写ドラム５に向けて、用紙９が給紙機構１０から給紙ローラ１１、用紙搬送路１２を経由してレジストローラ１３に搬送され、レジストローラ１３により二次転写ニップ部に所定のタイミングで給送される。用紙９が二次転写ニップ部を通過する際に、中間転写ドラム５の表面に順次形成されたフルカラーのトナー像が、負極性の転写バイアスが印加された転写ローラ７ａにより用紙９上に一度に転写される（二次転写）。
【０００８】
そして、トナー像が転写された用紙９は分離ベルト８により中間転写ドラム５から分離され、搬送ベルト１４を経由して定着部１５に搬送される。定着部１５を通過しトナー像が定着された用紙９は、用紙搬送路１６及び排出ローラ対１７を介して排出トレイ１８に排出される。一方、中間転写ドラム５上に残留したトナーは、中間転写ドラム５に沿って分離ベルト８の下流側に配置された中間転写体クリーニング装置１９により除去され、新たなトナー像の形成に備えられる。
【０００９】
図５は、図４における二次転写機構周辺の拡大図である。レジストローラ１３は、矢印Ｂ方向に回転駆動される駆動ローラ１３ａと、駆動ローラ１３ａに当接して矢印Ａ方向に従動回転する従動ローラ１３ｂとから成る。分離ベルト８は、矢印Ａ方向に回転する転写ローラ７ａ及び従動ローラ７ｂにより図中反時計回りに回動する。２０ａ、２０ｂはレジストローラ１３を通過した用紙９を二次転写ニップ部に導くためのガイド部材である。
【００１０】
転写ローラ７ａは導電性のスポンジローラで構成され、図示しないチャージャによりトナーと逆極性の所定の転写バイアスが印加される。この転写バイアスは転写ローラ７ａを介して分離ベルト８にも印加され、転写ローラ７ａ及び分離ベルト８により中間転写ドラム５上のトナー像を静電的に引き付けて用紙９上に転写する。また、分離ベルト８はニップ部を通過した用紙９を静電的に吸着することにより、転写ローラ７ａと中間転写ドラム５との曲率差による用紙９の中間転写ドラム５への巻付きを防止する。分離ベルト８としては、例えば誘電体樹脂製のベルトや導電性のゴムベルトが用いられる。
【００１１】
上述したようなカラー画像形成装置においては、二次転写を安定して行うために、中間転写ドラム５の線速と用紙９の搬送速度を等しくする必要がある。そのため、中間転写ドラム５、レジストローラ１３及び分離ベルト８（＝転写ローラ７ａ）の線速をそれぞれＶ、Ｖ１、Ｖ２とすると、例えば分離ベルト８を中間転写ドラム５に対し従動させるなどして、Ｖ＝Ｖ１＝Ｖ２となるように設定されていた。
【００１２】
しかし、中間転写ドラム５や転写ローラ７ａ、従動ローラ７ｂ、レジストローラ１３の外径や装置の使用環境、用紙サイズや紙質のバラツキ等により、二次転写ニップ部における用紙搬送速度が変動するという問題点があった。二次転写時の用紙速度が変動した場合、ジッターによる横スジや濃度むら、モワレ、転写不良等の画像品質の低下、或いは紙詰まり（ジャム）や用紙の斜行（スキュー）の原因となる。
【００１３】
また、Ｖ１＞Ｖ、Ｖ２＞Ｖに設定することにより、用紙搬送のばらつきのリスクを小さくする方法も行われてきたが、近年の画像形成装置の高解像度化に伴い、中間転写ドラム５とレジストローラ１３或いは分離ベルト８との速度差に起因するジッターが目立つという不具合が生じるようになった。
【００１４】
そこで、中間転写体に対する二次転写ローラの速度変動を抑制して転写材の搬送を安定化する方法が提案されており、特許文献１には、二次転写ローラの回転速度を中間転写ベルト速度プロファイルの逆位相プロファイルで駆動することにより、中間転写ベルトの速度変動を打ち消すように二次転写ローラの速度を制御する方法が開示されている。
【００１５】
また、画像転写時におけるベルト速度の変動を抑制する方法としては、例えば特許文献２に、各感光体ドラムの線速ＶＤｉが搬送ベルト或いは中間転写ベルトの表面速度ＶＴよりも大きく、且つＶＴの１０２％を超えないように構成することにより、各色のトナー像の色重ね精度を確保して色ずれを防止する方法が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献１の方法では、中間転写ベルト及び二次転写ローラの速度をそれぞれ検知する速度センサが必要となり、装置のコストアップに繋がる上、制御機構も複雑なものとなる。また、特許文献２の方法では、一次転写での搬送手段又は中間転写体の速度変動による感光体ドラムの線速の変動は効果的に防止できるものの、二次転写での中間転写体の線速に対する用紙速度の変動を抑制することはできなかった。
【００１７】
なお、ここでは一つの感光体を用いて複数色のカラー画像を順次形成し、中間転写体上に順次積層した後、記録媒体上に一度に転写するシングルドラム方式のカラー画像形成装置について説明したが、複数色のそれぞれに対応した複数の感光体（像担持体）を用い、中間転写体の送りに同期させてカラー画像を順次形成した後、記録媒体上に一度に転写するタンデム方式のカラー画像形成装置においても事情は同じである。
【特許文献１】特開２００５−３３８７０３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑み、中間転写体に対する用紙搬送速度の変動を簡単な構成により防止し、画像不良や搬送不良の発生しないカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、感光体ドラムと現像装置とを含む１つ以上の画像形成部と、前記感光体ドラムに当接して回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に所定の圧力で当接して記録媒体を挿通させるニップ部を形成する転写手段と、前記ニップ部に所定のタイミングで記録媒体を給送するレジストローラとを備え、前記画像形成部により前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を、前記転写手段により記録媒体上に一度に転写する画像形成装置において、前記中間転写体の線速をＶ、前記レジストローラの線速をＶ１、前記転写手段の線速をＶ２としたとき、以下の条件式（１）を満たすことを特徴としている。
０．９８７Ｖ≦Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ  ・・・（１）
【００２０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記転写手段は、転写ローラと、該転写ローラを含む複数のローラ間に張架される無端状の分離ベルトとで構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の構成によれば、中間転写体の線速Ｖと、レジストローラの線速Ｖ１と、転写手段の線速Ｖ２とが条件式（１）を満たすことにより、用紙の擦れやジッターによる画像不良を低減して高画質な画像形成を可能とし、且つジャムやスキュー等の発生し難い安定した用紙搬送も実現することができる。
【００２２】
また、本発明の第２の構成によれば、転写ローラと、該転写ローラを含む複数のローラ間に張架される無端状の分離ベルトとで転写手段を構成することにより、中間転写体と転写ローラとの曲率差による中間転写体への用紙の巻付きを効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の二次転写機構周辺の構成を示す拡大図である。画像形成装置各部の構成は従来例の図４と同様である。また、転写機構各部の構成についても従来例の図５と共通するため、同一の符号を付して説明を省略する。本発明においては、レジストローラ１３の線速Ｖ１が、中間転写ドラム５の線速Ｖの９８．７％以上に設定されている。また、分離ベルト８の線速Ｖ２は、レジストローラ１３の線速Ｖ１よりも大きく、且つ中間転写ドラム５の線速Ｖよりも小さくなるように設定されている。即ち、Ｖ、Ｖ１及びＶ２の関係をまとめると、条件式（１）のようになる。
０．９８７Ｖ≦Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ  ・・・（１）
【００２４】
レジストローラ１３の線速Ｖ１が中間転写ドラム５の線速Ｖの９８．７％よりも小さい場合、中間転写ドラム５の上流側で用紙９が引っ張られて中間転写ドラム５と用紙９との擦れが発生してしまい、転写不良や擦れ画像の原因となる。また、分離ベルト８の線速Ｖ２がレジストローラ１３の線速Ｖ１以下の場合、レジスト−転写間での用紙９の弛みによるシワや転写不良が発生し易くなり、中間転写ドラム５の線速Ｖ以上である場合、中間転写ドラム５と分離ベルト８との速度ムラによるジッターが発生し、横スジの原因となる。
【００２５】
Ｖ、Ｖ１、及びＶ２を上記条件式（１）の範囲に設定することにより、用紙の擦れやジッターによる転写不良を低減して高画質な画像形成を可能とし、同時にジャムやスキュー等の発生し難い安定した用紙搬送も実現する。Ｖ、Ｖ１、及びＶ２の設定は、中間転写ドラム５やレジストローラ１３、転写ローラ７ａの外径の設定により行うか、或いはそれらを回転駆動するモータの回転速度の調整により行われる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、転写ローラ７ａと分離ベルト８とで転写手段を構成しているが、図２に示すように、分離ベルト８を用いずに転写ローラ７ａのみを用いた構成としても良い。その場合、転写ローラ７ａの線速をＶ２とし、Ｖ２が中間転写ドラム５の線速Ｖよりも小さく、且つレジストローラ１３の線速Ｖ１よりも大きくなるように設定すれば良い。しかし、特に大径の中間転写ドラム５を用いる場合、中間転写ドラム５と転写ローラ７ａとの曲率差が大きくなり、二次転写ニップ部通過後の中間転写ドラム５からの用紙９の分離性が低下するため、分離ベルト８を用いる構成が好ましい。
【００２７】
また、ここでは中間転写体として中間転写ドラム５を用いているが、図３に示すように、中間転写ドラム５に代えて、ベルト駆動ローラ２１、一次転写ローラ２２、及び他の複数の従動ローラに張架され、線速Ｖで回動する無端状の中間転写ベルト２３を用いることもできる。この場合にも、条件式（１）を満たすようにＶ、Ｖ１及びＶ２を設定することにより、転写不良や搬送不良を効果的に抑制できる。中間転写ベルト２３としては、誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【００２８】
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態では、感光体ドラム１の周囲に４つの現像装置が固定されたシングルドラム式のカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、現像ユニット内に複数の現像カートリッジを備え、現像ユニットを回転させて感光体ドラムに対向する現像カートリッジを切り換えるロータリー式のカラー画像形成装置や、感光体ドラム及び現像装置を備えた複数の画像形成部を中間転写体に沿って配置したタンデム方式のカラー画像形成装置にも全く同様に適用できる。
【実施例】
【００２９】
本発明の画像形成装置を用いて画像形成を行った場合の、中間転写ドラム、分離ベルト及びレジストローラの線速と画像の乱れとの関係を調査した。試験方法としては、中間転写ドラムの線速Ｖを１９０．４６３ｍｍ／ｓｅｃ、レジストローラの線速Ｖ１を１８７．９８２ｍｍ／ｓｅｃ（線速Ｖの９８．７％）に固定し、分離ベルトの線速Ｖ２を１９０．４６ｍｍ／ｓｅｃとした場合（本発明１）、１９０．０６５ｍｍ／ｓｅｃとした場合（本発明２）、及び１９０．５ｍｍ／ｓｅｃとした場合（比較例１）について、基準画像（ジッターチャート）を形成し、形成された基準画像を目視により観察し、限度サンプルと比較して画像乱れ（ジッター）の有無を評価した。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2007219181.tif 000003
【００３１】
表１から明らかなように、分離ベルトの線速Ｖ２がレジストローラの線速Ｖ１よりも大きく、且つ中間転写ドラムの線速Ｖの９９．９９％である本発明１、及び９９．８％である本発明２（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ）では、目視による観察で画像乱れは発生しなかった。一方、Ｖ２がＶの１００．０２％である比較例１（Ｖ２≧Ｖ）では、目視により画像乱れが観察された。
【００３２】
この結果より、中間転写ドラムの表面速度Ｖ、レジストローラの線速Ｖ１、分離ベルトの線速Ｖ２を０．９８７≦Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖの範囲とすることにより、画像乱れ（ジッター）を効果的に防止できることが確認された。なお、ここには記載しないが、画像処理機を用いて一定間隔の平行線を印刷した時の各平行線の間隔を、ＣＣＤを備えた画像測定器で読み取り、間隔のばらつきにより画像乱れを評価した場合も同様の結果となることが確認されている。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、感光体ドラムと現像装置とを含む１つ以上の画像形成部と、感光体ドラムに当接して回転駆動される中間転写体と、該中間転写体に所定の圧力で当接して記録媒体を挿通させるニップ部を形成する転写手段と、ニップ部に所定のタイミングで記録媒体を給送するレジストローラとを備え、画像形成部により中間転写体上に順次積層されたトナー像を、転写手段により記録媒体上に一度に転写する画像形成装置において、レジストローラの線速Ｖ１は中間転写体の線速Ｖの９８．７％以上であり、転写手段の線速Ｖ２はレジストローラの線速Ｖ１よりも大きく、且つ中間転写体の線速Ｖよりも小さいこととする。
【００３４】
これにより、用紙の擦れやジッターによる画像不良を低減して高画質な画像を形成し、且つジャムやスキュー等の発生し難い安定した用紙搬送も実現する画像形成装置の提供が可能となる。
【００３５】
また、転写手段を転写ローラと分離ベルトとで構成したので、中間転写体と転写ローラとの曲率差により中間転写体からの記録媒体の分離が困難な場合にも、中間転写体への記録媒体の巻付きを抑制してジャムの発生を効果的に低減できる画像形成装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の二次転写機構周辺の構成を示す拡大図である。
【図２】は、本発明の画像形成装置において、二次転写機構として転写ローラのみを用いた構成を示す拡大図である。
【図３】は、本発明の画像形成装置において、中間転写体として中間転写ベルトを用いた構成を示す拡大図である。
【図４】は、従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図５】は、従来のカラー画像形成装置の二次転写機構周辺の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１              感光体ドラム
２              帯電ユニット
３              露光ユニット
４ａ〜４ｄ      現像装置
５              中間転写ドラム（中間転写体）
６              感光体クリーニング装置
７ａ            転写ローラ（転写手段）
７ｂ            従動ローラ
８              分離ベルト（転写手段）
９              用紙（記録媒体）
１０            給紙機構
１３            レジストローラ
１４            搬送ベルト
１９            中間転写体クリーニング装置
２０ａ、２０ｂ  ガイド部材
２１            ベルト駆動ローラ
２２            一次転写ローラ
２３            中間転写ベルト（中間転写体）
１００          画像形成装置
【図１】
2007219181.tif 000004
【図２】
2007219181.tif 000005
【図３】
2007219181.tif 000006
【図４】
2007219181.tif 000007
【図５】
2007219181.tif 000008