JP2004020992A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一対のロールの硬さと径との関係を明らかにし、ジャムが発生する確率が低い転写部を形成すると共に、ニップ部に送られた記録媒体がこの転写部を通過したことを１つのセンサで検知することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体ベルト２０上のトナー像に記録媒体を重ね合わせ、その記録媒体を一対のロール２５，２６により形成されたニップ部でニップすることにより像担持体ベルト２０上のトナー像を記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を搬送部材５３に担持させて定着位置を通過させ、その記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、一対のロールのうちの一方のロール２４は、他方のロール２５よりも硬さが硬く、かつ直径が小さいものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、トナー像を担持するベルトを一対のロールで挟んでニップすることにより記録媒体にトナー像を転写する方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像を形成する画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写ベルト上や搬送ベルトが担持する記録媒体上に転写したり、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を記録媒体上に２次転写し、転写された記録媒体上のトナー像を加熱および加圧して記録媒体上にトナー像を定着することにより画像を形成する方法が広く用いられている。
【０００３】
トナー像を被転写体に転写する転写部では、被転写体上に転写電界を形成し、トナー像の帯電極性とは逆極性の電荷を被転写体に付与することによりトナー像を転写する方法を用いるのが一般的である。
【０００４】
しかしながら、感光体から一旦中間転写体に転写したトナー像を記録媒体上に再転写する転写部や、感光体からトナー像を記録媒体に直接転写する転写部においては、転写部から記録媒体が出てきたときに、記録媒体が中間転写体と転写部、あるいは感光体と転写部から吸引力を受け、その吸引力と記録媒体の腰の強さとの力関係により何れか一方に貼り付いたままとなり、その貼り付いたままの記録媒体が転写部下流側に備えるクリーナに突入してジャムやクリーナ破損を引き起こす場合がある。
【０００５】
この問題を解決するため、特開平５−３３３７２５号公報には、転写ロールの曲率を感光体ドラムや中間転写体ドラムよりも小さくすることにより、転写部からでてきた記録媒体が曲率の小さい転写ロール側に偏った状態で分離されるように、転写部から送り出す技術や、転写ロールに印加する転写バイアス電圧を制御することにより、転写ロールから記録媒体を円滑に分離するようにした技術が開示されている。
【０００６】
また、中間転写ベルトを用いて画像を形成する画像形成装置において、中間転写ベルトの張架ロールとして、一部に低硬度のロールを用いる場合に、低硬度のロールの近傍で中間転写ベルトに軸方向のうねりが生じ、転写ロールとの接触圧にむらが発生し、形成される画像に悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
特開平１０−３１９７４５号公報には、転写ロールと、中間転写ベルトを挟んで転写ロールに対向する対向ロールと、転写ロールと対向ロールの中心軸上に配置された転写ロールもしくは対向ロールを押圧する給電ロールとにより構成された転写部の、転写ロール、対向ロールおよび給電ロール表面硬度をａ、ｂ、ｃとしたときにａ＜ｂ＜ｄの関係を満足するようにそれぞれの硬度に差を設け、ニップ圧の調整を簡易化することにより軸方向に均一化した転写電界を印加するとともに、中間転写ベルトと給電ロールとの間の距離を上流側より下流側の方が短くなるように中間転写ベルトを急傾斜させることにより画像の乱れをなくし記録媒体の剥離性を向上させる技術が開示されている。
【０００８】
一方、色々な対策を講じてもジャムを完全に回避することは困難であるため、記録媒体が送り出されるレジロールの送り出し側と、定着装置の入口とにセンサを備えて所定時間内に記録媒体が通過したか否かを確認することによりジャムの発生の有無を検知するジャム検知手段を備えることが行われているが、ベルトに記録媒体が貼り付いたジャムは、そのジャム検知手段でジャムが検知されたときには、記録媒体がクリーナに突入してしまうという問題がある。
【０００９】
その問題解決のため、特開平１１−５９９６２号公報には、ベルトに張り付いた記録媒体を検知するセンサを別に設ける技術が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平５−３３３７２５号公報には、感光体ドラム又は中間転写体ドラムと転写ロールとの間でニップ部を形成し、感光体ドラム又は中間転写体ドラム上のトナー像をそのニップ部を通過する記録媒体に転写する場合の剥離性の改善には有効と考えられるが、ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する場合については開示されていない上、ニップ部を出てきたときの記録媒体の姿勢を決定付ける重要な要素となるロール相互の硬さなどについては規定されていない。また、特開平１０−３１９７４５号公報には、一対のロール相互の硬さについては規定されているものの、ロール相互の径の大小については規定されていない。
【００１１】
図１は、対向ロールと転写ロールとにより形成されたニップ部を示す模式図である。
【００１２】
図１に示すように、硬度が異なる一対のロールで形成されたニップ部を記録媒体先端部が出てくる方向は、硬度の低い転写ロール２５が変形して形成された凹形状のニップ部の曲率と硬度が高い対向ロール２４の径とに依存するので、ニップ部を出てきた記録媒体の姿勢は、一対のロールの径のみならず、何れのロールが硬いか否かも重要な要素になる。さらに、一方のロールがトナー像を担持するベルトを張架するロールである場合には、ベルトを張架するロールの硬度および径の、他方のロールの硬度および径に対する関係において考慮する必要がある。
【００１３】
一方、特開平１１−５９９６２号公報で開示された、ベルトに貼り付いた記録媒体を別に備えるセンサで検知する技術では、トナー像が転写された記録媒体と、ベルトあるいは残留トナーを担持するベルトとの誤検知をなくすためには複雑な制御が必要となり、検知手段が高価になるという不都合がある。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、一対のロールのうちの一方がトナー像を担持するベルトであって他方のロールとの間にニップ部を形成する、それぞれのロールの硬さと径との関係を明らかにしジャムが発生する確率が低い転写部を形成すると共に、ニップ部に送られた記録媒体がこの転写部を通過したことを１つのセンサで簡易に検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する第１の発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体ベルト上のトナー像に記録媒体を重ね合わせ、該記録媒体を一対のロールにより形成されたニップ部でニップすることにより該像担持体ベルト上のトナー像を該記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を搬送部材に搬送させて定着位置を通過させることにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記一対のロールのうちの一方の上記像担持体ベルトを張架するロールは、他方のロールと比べて硬さが硬くかつ直径が小さいものであことを特徴とする。
【００１６】
このように、一対のロールのうちの像担持体ベルトを張架するロールは、他方のロールよりも硬さが硬くかつ直径が小さいので、像担持体ベルトを張架するロール表面と他方のロール表面との間隙が広がり、記録媒体と像担持体ベルトあるいは他方のロールとの間で放電を起こす機会が減るので、ニップ部からでてきた記録媒体の挙動範囲のばらつきが抑制されてジャムの発生確立が低下する。
【００１７】
上記目的を達成する第２の発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体ベルト上のトナー像に記録媒体を重ね合わせ、該記録媒体を一対のロールにより形成されたニップ部でニップすることにより該像担持体ベルト上のトナー像を該記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を搬送部材に搬送させて定着位置を通過させることにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記一対のロールは、硬さおよび直径がともに等しいものであって、該一対のロールのうちの一方のロールは、前記像担持体ベルトを張架するものであることを特徴とする。
【００１８】
このように、一対のロールの硬さおよび直径がともに等しいので、像担持体ベルトを張架するロール表面と他方のロール表面との間隙が均等になるので、記録媒体と像担持体ベルトあるいは他方のロールとの間で放電を起こす機会が減るので、ニップ部からでてきた記録媒体の挙動範囲のばらつきが抑制されてジャムの発生確立が低下する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像形成装置の実施形態について説明する。
【００２０】
図２は、第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２１】
第１の実施形態は、第１の発明の実施形態に相当する。
【００２２】
図２に示す画像形成装置は、矢印Ａ方向に回転しながらトナー像が形成される感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１を均一に帯電する帯電器１２と、帯電した感光体ドラム１１に露光光を照射し静電潜像を形成する露光装置１３と、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）それぞれの色のトナーで静電潜像を現像する現像器３１〜３４をドラム周囲に配した、感光体ドラム１１に近接する位置で回転するロータリー現像装置３０とを備えている。
【００２３】
また、駆動ロール２１、従動ロール２２、テンションロール２３、対向ロール２４に張架され感光体ドラム１１に接触する経路を経由して循環移動する中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１１に中間転写ベルト２０を当接させてニップ部を形成する１次転写ロール１８と、対向ロール２４に中間転写ベルト２０を当接させてニップ部を形成する２次転写ロール２５および対向ロール２４からなる２次転写装置４０とを備えている。２次転写装置４０の上流には記録媒体を収納するトレイ５０と、トレイ５０から記録媒体を送り出すフィードロール５１と、フィードロール５１から送られた記録媒体を位置決めして２次転写装置４０に送り出すレジストレーションロール５２と、２次転写装置４０から出てきた記録媒体を用紙搬送ベルト５３に案内する用紙搬送ガイド５５と、記録媒体Ｐを搬送する用紙搬送ベルト５３と、記録媒体上のトナー像を加熱および加圧する定着器５４とを備えている。
【００２４】
さらに、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０にトナー像を転写した後に感光体ドラム１１上に残留するトナーをクリーニングするドラムクリーナ１９と、中間転写ベルト２０から記録媒体にトナー像を転写した後に中間転写ベルト２０上に残留するトナーをクリーニングするベルトクリーナ４１とを備えている。
【００２５】
また、レジストレーションロール５２の記録媒体送り出し位置に、記録媒体の後端部が通過したのを確認する第１センサ５６と、記録媒体の搬送方向の２次転写ロール２５の下流で、用紙搬送ガイド５５の下方に、記録媒体が用紙搬送ガイド５５の上方の所定領域を通過したのを確認する第２センサ５７と、第１センサ５６で記録媒体の後端部が通過したのを確認した後、所定時間内に第２センサ５７で通過したか否かを確認し、ジャムが発生したか否かを検知するジャム検知手段５８とを備えている。
【００２６】
本実施形態の２次転写ロール２５およびベルトクリーナ４１は、中間転写ベルト２０に自在に接触、あるいは離間することができるように構成され、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２０上にトナー像を多重転写するときは離間し、中間転写ベルト２０から記録媒体にトナー像を転写するときは接触する。
【００２７】
ここで、中間転写ベルト２０は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂、又は各種ゴムにカボンブラック等を適量含有させて体積抵抗が６ｌｏｇΩ・ｃｍ〜１５ｌｏｇΩ・ｃｍで、厚さが例えば０．１ｍｍとなるように構成されている。
１次転写ロール１８および２次転写装置４０の対向ロール２４には、それぞれトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加され、２次転写ロール２５は、回転軸が接地されている。
【００２８】
２次転写装置４０の対向ロール２４は、体積抵抗が３ｌｏｇΩ・ｃｍ〜１０ｌｏｇΩ・ｃｍの範囲に、硬度が転写ロール２５より充分高いに例えば７０°（アスカＣ）に、径が転写ロール２５よりも小さい例えばφ２０ｍｍにそれぞれ設定されている。また、２次転写ロール２５は、例えば表面をフッ素でコーティングした、カーボンを分散させた発砲ウレタンゴムで形成され、体積抵抗が３ｌｏｇΩ・ｃｍ〜１０ｌｏｇΩ・ｃｍの範囲に、硬度が３０°対向ロール２４より３０°以上低硬度に、径が対向ロール２４よりも大きく例えばφ２８ｍｍにそれぞれ設定されている。そして、対向ロール２４と２次転写ロール２５は、対向ロール２４と２次転写ロール２５の回転軸相互を結ぶ平面が、記録媒体の上流側に、例えば１２°傾斜するように配置される。
【００２９】
この画像形成装置で画像形成する場合には、先ず感光体ドラム１１表面を均一に帯電させ、画像データを色分解した各色毎の画像で変調した露光光を照射することにより、感光体ドラム１１上に各色毎の静電潜像を形成し、その静電潜像をロータリー現像装置３０の対応する色の現像器３１〜３４で現像して各色毎のトナー像を形成する工程をＹＭＣＫ色について４回繰り返し、そのＹＭＣＫ各色毎のトナー像を１次転写ロール１８で中間転写ベルト２０上にその都度転写して、中間転写ベルト２０上に多重色トナー像を形成する。そして、その多重色トナー像を２次転写装置４０の対向ロール２４と２次転写ロール２５とで形成されたニップ部を通過させることにより記録媒体上に多重色トナー像を静電転写し、セルフストリッピングした記録媒体をさらに定着器５４で定着して記録媒体上に画像を形成する。このとき、第１センサ５６で記録媒体の後端部が通過したのを確認してから所定の時間内に第２センサ５７で検知されないときは、ジャム検知手段５８は、中間転写ベルト２０又は２次転写ロール２５に記録媒体が貼り付くジャムが発生したと見なし、記録媒体がベルトクリーナ４１などに突入する前に画像形成装置を停止させる。
【００３０】
ここで、本実施形態は、ロータリー現像装置３０を用いる４サイクルの画像形成装置に基いて説明したが、１サイクルの画像形成装置であっても、またタンデム式の画像形成装置であってもよく、さらに感光体ドラムに換えて、感光体ベルトを用いる画像形成装置であっても適用される。
【００３１】
図３は、２次転写装置の対向ロール回転軸と２次転写ロールの回転軸との関係を示す図である。
【００３２】
図３において、対向ロール２４（図にあらわれない）は、対向ロール回転軸２４ｂが対向ロール側突き当て部材２４ａにより回転自在に固定されている。また、２次転写ロール２５（図にあらわれない）は、２次転写ロール回転軸２５ｂが２次転写ロール側突き当て部材２５ａに軸着され、２次転写ロール側突き当て部材２５ａはアーム２７に固着されている。アーム２７は、回転中心２７ａで回転自在にフレーム固定されるとともに、スプリング２８により張力が加えられ、矢印Ａ方向の回転力が作用するので、２次転写ロール側突き当て部材２５ａは、対向ロール側突き当て部材２４ａに突き当てられ、通常は対向ロール回転軸２４ｂと２次転写ロール回転軸２５ｂ相互間距離が一定になり、所定の食い込み量でニップ部が形成されるように構成されている。そして、ジャムなどが起こったときは、カム２９を回転してアーム２７を矢印Ａ方向とは逆方向に回転させ、２次転写ロール２５を対向ロール２４から離間させることができるようになっている。
【００３３】
このように、対向ロール側突き当て部材２４ａと２次転写ロール側突き当て部材２５ａとによって対向ロール回転軸２４ｂと２次転写ロール回転軸２５ｂ相互間距離が一定に保持されているので、用紙がニップ部からでてきたときの用紙の姿勢変動をある程度抑制することができる。
【００３４】
本実施形態では、２次転写ロールと対向ロールそれぞれが突き当て部材により回転軸相互の距離が一定に保たれるように固定されているが、突き当て部材は必ずしもを備える必要はない。
【００３５】
次に、記録媒体がニップ部を通過したことを確認する第２センサについて説明する。
【００３６】
図４は、用紙案内ガイドおよび用紙搬送ベルトの周辺を示す図である。
【００３７】
図４において、対向ロール２４に中間転写ベルト２０を当接してニップ部を形成する２次転写ロール２５と対向ロール２４とからなる２次転写装置４０があり、２次転写装置４０の下流には、２次転写装置４０から出てきた記録媒体を用紙搬送ベルト５３に案内する用紙搬送ガイド５５と、記録媒体Ｐを搬送する用紙搬送ベルト５３とを備えている。また、用紙搬送ガイド５５の下方には、記録媒体が用紙搬送ガイド５５の上方の所定領域を通過したことを確認する第２センサ５７が配置されている。
【００３８】
２次転写ロール２５は対向ロール２４よりも硬度が低いため凹状をなしており、ニップ部から出たときの記録媒体は、対向ロール２４断面のニップ部出口における接線方向平面、すなわちニップ部の出口における対向ロール２４の接触平面６０方向より下側を走行する確率が極めて高い上、たとえ接触平面より上側に飛び出した記録媒体であってもタイミングが多少遅れた状態で接触平面よりも下側を走行する。
【００３９】
用紙搬送ガイド５５は、この接触平面６０に対して所定の角度θ（例えば１０度）をなして、その接触平面６０の下方に配置される。
【００４０】
したがって、ニップ部をでた記録媒体は、所定時間内に接触平面６０と用紙搬送ガイド５５とに挟まれた領域Ｒを走行するものと予測されるので、記録媒体がレジストレーションロール５２を通過してから所定時間内にこの領域Ｒを通過しないときは、ジャムが発生したと見なすことができる。
【００４１】
そこで、その領域Ｒを走行する記録媒体に向けて、例えば赤外光を照射するとともに、その反射光を受光して反射光のレベルに応じた受光信号を出力しその受光信号レベルによって記録媒体の通過を検知することができるように、接触平面６０と同じ平面を通過する記録媒体で反射した反射光から用紙搬送ガイド５５と同じ平面を通過する記録媒体で反射した反射光までに対して感度を有し、中間転写ベルト面に対しては感度を有しないセンサを配置する。
【００４２】
本実施形態では、第２センサ５７の検知部５７ａの法線５７ｅが、検知部５７ａから接触平面６０および用紙搬送ガイド５５それぞれへ引いた垂線５７ｃ，５７ｄにより形成された角度（例えば１０度）を２等分する位置および姿勢に配置されている。そして、第２センサ５７の感度が、検知部５７ａの法線５７ｅを中心に仰角５度であることから、検知部５７ａから領域Ｒの境界にあたる接触平面６０に引いた垂線５７ｃと用紙搬送ガイド５５に引いた垂線５７ｄとが感度を有する領域に含まれている。
【００４３】
ここで、本実施形態では検知部５７ａから接触平面６０および用紙搬送ガイド５５それぞれへ引いた垂線５７ｃ，５７ｄにより形成された角度（例えば１０度）を２等分する位置および姿勢に配置されているが、これに限定されず、検知部５７ａから接触平面６０および用紙搬送ガイド５５それぞれへ引いた垂線５７ｃ，５７ｄにより挟まれた領域に感度を有するように配置されていればよい。
【００４４】
また、第２センサ５７は、記録媒体に赤外光を照射するが、必ずしも赤外光である必要はない。
【００４５】
このように、ニップ部を通過した記録媒体が走行する領域Ｒを予測するとともに、その領域Ｒを所定時間内に通過する記録媒体に対して感度を有する単一のセンサを用いて通過の有無を確認することによりジャム発生の有無を検知するので、ジャム検知の簡易化と低コスト化を図ることができる。
【００４６】
次に、一対のロールにより形成されるニップ部について説明する。以下では、説明の都合上、２次転写装置に基いて説明するが、一対のロールにより形成されるニップ部は、２次転写装置に限定されるものではない。
【００４７】
図５及び図６は、２次転写ロールと対向ロールとの関係を示す図である。
【００４８】
ここで、ニップ部の出口に極めて近い領域における記録媒体の挙動を考える上では、対向ロールに張架された中間転写ベルトは無視してもよいと考えられるので、以下では中間転写ベルトがないものとして説明する。
【００４９】
図５において２次転写ロール２５の硬度は、対向ロール２４よりも充分低いので、対向ロール２が２次転写ロール２５側に食い込んでニップ部を形成している。このときニップ部から出てきた記録媒体は、対向ロール２４断面のニップ部出口における接線、すなわち対向ロール２４のニップ部出口における接触平面６０に依存する。また、ニップ部では２次転写ロール２５と対向ロール２４との間にバイアス電圧が印加されているので、ニップ部から出てきた記録媒体が２次転写ロール２５又は対向ロール２４から剥離されるときに剥離放電が起こり記録媒体が静電気力を受ける。記録媒体の剥離放電は、記録媒体と２次転写ロール２５との間又は記録媒体と対向ロール２４との間の間隙が小さい領域で起こり、記録媒体の姿勢は、記録媒体の腰の力が強い場合を除き静電気力の大きさに依存し、何れかの方向に偏る。
【００５０】
したがって、ニップ部の出口における硬さの硬い対向ロール２４の接触平面６０と２次転写ロール２５および対向ロール２４との間の距離が均等になるのが好ましい。
【００５１】
図６において２次転写ロール２５の硬度は、対向ロール２４よりも充分低いので、対向ロール２４が２次転写ロール２５側に食い込んでニップ部を形成している。しかし、対向ロール２４の径が２次転写ロール２５の径よりも大きいので、高硬度の対向ロール２４の接触平面６０と、２次転写ロール２５との距離に較べて対向ロール２４との距離が圧倒的に近いので、記録媒体は剥離放電による静電気力によりベルト面へ貼り付いて、ジャムが発生しやすくなる。
【００５２】
図７は、対向ロールの径と、対向ロールと２次転写ロールとの硬度差に対する用紙の姿勢との関係を示す図である。
【００５３】
図７において、縦軸は、ニップ部から用紙が出てくる用紙角度（対向ロール側、すなわちベルト側をプラスとする）、横軸は、ニップ部の食い込み量（双方のロール径の和と双方の回転軸間距離との差分）をあらわし、図中の実線は、対向ロールの径をパラメータとする用紙角度の推移を示すグラフである。
【００５４】
図から明らかなように、食い込み量がある程度以上になると用紙角度に関する限り、２次転写ロールの硬度による寄与度は小さく、高硬度の対向ロールの径に依存していることがわかる。
【００５５】
図８は、ニップ部における対向ロール面と２次転写ロール面との断面形状を示す図である。
【００５６】
図８において、縦軸は双方の回転軸間方向の位置を、横軸はニップ部の中心からロール断面方向の距離をあらわしている。図中の実線は、対向ロールの径が２０ｍｍと２８ｍｍそれぞれの断面形状、およびそれぞれの径の対向ロールに対応する２次転写ロールの断面形状をあらわしている。
【００５７】
図から明らかなように、対向ロールの径が変化しても２次転写ロールの断面形状はほとんど変わらないので、ニップ部を通過する際に用紙が排出される方向は、対向ロールの径に依存し、対向ロールの径を小さくすることにより、用紙とそれぞれのロールとの間のギャップを広くすることが可能になる。
【００５８】
図９は、対向ロールの径をパラメータとしたときの用紙と２次転写ロールとの間のギャップを示す図である。
【００５９】
図９において、縦軸は用紙と２次転写ロール間のギャップ、横軸は、ニップ部の中心からロール断面方向の距離をあらわし、図中の実線は、対向ロールの径が２０ｍｍの場合、図中の点線は、対向ロールの径が２８ｍｍの場合をあらわしている。
【００６０】
図から明らかなように、用紙と２次転写ロールとの間のギャップは、対向ロールの径を変化させても変化量が少ない。
【００６１】
図１０は、対向ロールの径をパラメータとしたときの用紙と中間転写ベルトとの間のギャップを示す図である。
【００６２】
図１０において、縦軸は用紙と中間転写ベルトとの間のギャップ、横軸は、ニップ部の中心からロール断面方向の距離をあらわし、図中の実線は、対向ロールの径が２０ｍｍの場合、図中の点線は、対向ロールの径が２８ｍｍの場合をあらわしている。
【００６３】
図から明らかなように、用紙と対向ロールとの間のギャップは、対向ロールの径が小さくなると急激に大きくなることがわかる。
【００６４】
図９及び図１０に示したように、２次転写ロールの硬度を対向ロールの硬度よりも低くしてニップ部を形成する場合には、ニップ部から出てきた用紙先端は、ニップ部出口における対向ロール断面の接線方向、すなわち接触平面方向を向いており、２次転写ロールよりも対向ロール、あるいはベルト寄りに偏っている。しかし、対向ロールの径を２次転写ロールの径よりも小さくすることにより、用紙と対向ロール、あるいはベルトとの間の距離を稼ぐことができるので、ベルトに用紙が貼り付くことによるジャムの発生を抑止することができる。
【００６５】
図１１は、本実施形態の画像形成装置による一対のロールにより形成されるニップ部の剥離性の確認結果を示す図である。
【００６６】
図１１において、縦軸は、用紙の挙動範囲をあらわす用紙角度で、上限は、ベルトに用紙が貼り付いて起きるジャム、下限は２次転写ロールに用紙が巻きついて起きるジャム、中央は用紙がスムーズに通過する理想状態をそれぞれあらわし、横軸は、対向ロールの径をあらわしている。
【００６７】
本確認試験は、２次転写ロールは硬度が３０°、ロール径がφ２８ｍｍのものを使用し、対向ロールは、硬度が７０°、ロール径がφ２８ｍｍと２０ｍｍのものを用いた。
【００６８】
その結果、対向ロールが２次転写ロールと同径の場合には、ベルトに用紙が貼り付いて起きるジャム、および転写ロールに用紙が巻きついて起きるジャムが発生した。しかし、対向ロールが２次転写ロールより小径の場合には、用紙の挙動範囲が安定し、一対のロール軸相互を結ぶ平面に対する法線より下側に振れることはなかった。これは、従来の対向ロールでは起こり勝ちな放電による反作用の影響が、対向ロール径を小さくしたことでなくなったためと考えられる。
【００６９】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００７０】
第２の実施形態は、第２の発明の実施形態に相当する。
【００７１】
第２の実施形態は、第１の実施形態と較べて、ニップ部を形成する一対のロールの、硬さおよび直径がともに等しい点が相違するが、それ以外は共通する。したがって、相違点について説明する。
【００７２】
図１２は、２次転写ロールと対向ロールとの関係を示す図である。
【００７３】
図１２（ａ）は、本実施形態の、同一硬度、同一径からなる対向ロールと２次転写ロールとで形成されたニップ部を示す図である。
【００７４】
２次転写ロールと対向ロールとが同一硬度、同一径であると、２次転写ロールおよび対向ロールが同じように変形してニップ部が形成されるので、ニップ部は平面状となり、ニップ部からでてきた記録媒体と２次転写ロール面との間及記録媒体と対向ロール面、あるいは中間転写ベルト面との間は等距離になる。
【００７５】
したがって、ニップ部を出てきた記録媒体と２次転写ロールとの間および記録媒体と対向ロール、あるいは中間転写ベルトとの間の静電気力は等しくなるので、ニップ部からでてきたままの状態を保持することが可能になる。
【００７６】
図１２（ｂ）は、対向ロールと、例えば２層構造の２次転写ロールとにより形成されたニップ部を示す図である。
【００７７】
２次転写ロールが２層構造をなし、表面層が対向ロールと同一硬度であっても、内部層の硬度が表面層の硬度よりも低い場合には、ニップ部は、図１２（ａ）に示した同一硬度、同一径の場合とは異なる形状をなすので、ニップ部からでてきた記録媒体と２次転写ロール面との間及記録媒体と対向ロール面、あるいは中間転写ベルト面との間は等距離にならない。
【００７８】
したがって、ニップ部を出てきた記録媒体と２次転写ロールとの間および記録媒体と対向ロール、あるいは中間転写ベルトとの間の静電気力は等しくならないので、ニップ部からでてきた記録媒体は変動し、その挙動範囲がばらつく。
図１３は、対向ロールの径と、対向ロールと２次転写ロールとの硬度差に対する用紙の姿勢との関係を示す図である。
【００７９】
図１３において、縦軸は、ニップ部から用紙が出てくる用紙角度（対向ロール側、すなわちベルト側をプラスとする）、横軸は、ニップ部の食い込み量（双方のロール径の和と双方の回転軸間距離との差分）をあらわし、図中の実線（太線）および点線は、対向ロールと２次転写ロールとの硬度に差がある場合の対向ロールの径をパラメータとする用紙角度の推移を示すグラフであり、図中の実線（細線）は、対向ロールと２次転写ロールとの硬度に差がない場合の用紙角度の推移を示すグラフである。
【００８０】
図からわかるように、図中の実線（太線）および点線に示す硬度差ありの場合は、第１の実施形態の図７で説明したように、用紙角度は、高硬度の対向ロールの径に依存するが、本実施形態の硬度差なしの場合の対向ロールと２次転写ロールは、硬度による影響がほとんどないことがわかる。
【００８１】
図１４は、本実施形態の画像形成装置による一対のロールにより形成されるニップ部の剥離性の確認結果を示す図である。
【００８２】
図１４において、縦軸は、用紙の挙動範囲をあらわす用紙角度で、上限は、ベルトに用紙が貼り付いて起きるジャム、下限は２次転写ロールに用紙が巻きついて起きるジャム、中央は用紙がスムーズに通過する理想状態をそれぞれあらわし、横軸は、対向ロールの径をあらわしている。
【００８３】
本確認試験は、対向ロールと２次転写ロールの硬度が等しく、直径も等しい本実施形態の画像形成装置と、比較のための、対向ロールが２次転写ロールより硬度が硬い画像形成装置について行った。
【００８４】
その結果、本実施形態の対向ロールが２次転写ロールと同径の場合には、双方のロールに等間隔の理想状態を中心にして、用紙の挙動範囲が上限および下限に至る角度の約１／２の範囲内に収まり、ベルトに用紙が貼り付いて起きるジャム、および転写ロールに用紙が巻きついて起きるジャムともに未発生であった。
【００８５】
一方、対向ロールの硬度が２次転写ロールの硬度より硬い比較例の場合については、用紙の挙動範囲が上限および下限近くまでばらついた。
【００８６】
このように、一対のロールの径と硬度とが等しいものを用いることにより、ニップ部からでてきた用紙の挙動範囲のばらつきを抑制し、ジャムの発生を防ぐことができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上、説明したように、第１の発明の画像形成装置によれば、ニップ部の出口における像担持体ベルトと他方のロールの表面との間隙が広がることにより、また第２の発明の画像形成装置によれば、ニップ部から出てきた記録媒体とそれぞれのロール表面、あるいは像担持体ベルトとの間隙が均等になるので、それぞれニップ部からでてきた記録媒体の挙動範囲のばらつきが抑制され、ジャムの発生する確率を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一対のロールにより形成されたニップ部を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図３】２次転写装置の対向ロール回転軸と２次転写ロールの回転軸との関係を示す図である。
【図４】用紙案内ガイドおよび用紙搬送ベルトの周辺を示す図である。
【図５】２次転写ロールと対向ロールとの関係を示す図である。
【図６】２次転写ロールと対向ロールとの関係を示す図である。
【図７】対向ロールの径と、対向ロールと２次転写ロールとの硬度差に対する用紙の姿勢との関係を示す図である。
【図８】ニップ部における対向ロール面と２次転写ロール面との断面形状を示す図である。
【図９】対向ロールの径をパラメータとしたときの用紙と２次転写ロールとの間のギャップを示す図である。
【図１０】対向ロールの径をパラメータとしたときの用紙と中間転写ベルトとの間のギャップを示す図である。
【図１１】本実施形態の画像形成装置による一対のロールにより形成されるニップ部の剥離性の確認結果を示す図である。
【図１２】２次転写ロールと対向ロールとの関係を示す図である。
【図１３】対向ロールの径と、対向ロールと２次転写ロールとの硬度差に対する用紙の姿勢との関係を示す図である。
【図１４】本実施形態の画像形成装置による一対のロールにより形成されるニップ部の剥離性の確認結果を示す図である。
【符号の説明】
１１　感光体ドラム
１２　帯電器
１３　露光装置
１４　ドラムクリーナ
１８　１次転写ロール
２０　中間転写ベルト
２１　駆動ロール
２２　従動ロール
２３　テンションロール
２４　対向ロール
２４ａ　対向ロール側突き当て部材
２４ｂ　対向ロール回転軸
２５　２次転写ロール
２５ａ　２次転写ロール側突き当て部材
２５ｂ　２次転写ロール回転軸
２７　アーム
２７ａ　回転中心
２８　スプリング
２９　カム
３０　ロータリー現像装置
３１〜３４　現像器
４０　２次転写装置
４１　ベルトクリーナ
５０　トレイ
５１　フィードロール
５２　レジストロール
５３　用紙搬送ベルト
５４　定着器
５５　用紙搬送ガイド
５６　第１センサ
５７　第２センサ
５７ａ　第２センサ検知部
５７ｂ　領域
５７ｃ，５７ｄ　垂線
５７ｅ　法線
５８　ジャム検知手段
６０　接触平面

Claims (5)

1. トナー像を担持する像担持体ベルト上のトナー像に記録媒体を重ね合わせ、該記録媒体を一対のロールにより形成されたニップ部でニップすることにより該像担持体ベルト上のトナー像を該記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を搬送部材に搬送させて定着位置を通過させることにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記一対のロールのうちの一方の前記像担持体ベルトを張架するロールは、他方のロールと比べて硬さが硬くかつ直径が小さいものであることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する像担持体ベルト上のトナー像に記録媒体を重ね合わせ、該記録媒体を一対のロールにより形成されたニップ部でニップすることにより該像担持体ベルト上のトナー像を該記録媒体上に転写し、トナー像が転写された記録媒体を搬送部材に搬送させて定着位置を通過させることにより、該記録媒体上に定着されたトナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記一対のロールは、硬さおよび直径がともに等しいものであって、該一対のロールのうちの一方のロールは、前記像担持体ベルトを張架するものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記一対のロールは、少なくとも前記記録媒体の通過時に、該一対のロールの回転軸どうしの距離が一定に保たれるように回転自在に固定されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記一対のロールにより形成されたニップ部の出口における、前記像担持体ベルトを張架するロールの接触平面に対し所定の傾斜角度をなして該接触平面の下方に配置された、該ニップ部から出てきた記録媒体を前記搬送部材へ案内する案内部材と、
   前記接触平面と前記案内部材とにより挟まれた領域を通過する記録媒体を検知するセンサであって、該センサの検知部から該接触平面への垂線と該案内部材の垂線とにより挟まれた領域に感度を有するセンサとを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
5. 前記センサは、該センサの検知部の法線が該検知部から前記接触平面への垂線と前記案内部材の垂線とにより形成された角度を２等分する位置および向きに配置されたものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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