JP2007011068A - 画像形成装置およびベルト搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成で、転写ベルト等の無端ベルトに生じる蛇行を抑制する。
【解決手段】 二次転写部２０は、中間転写ベルト１５の像担持面側に圧接配置される二次転写搬送ベルト２１、二次転写搬送ベルト２１を張架し、二次転写搬送ベルト２１を中間転写ベルト１５に対して圧接させる駆動ロール２２、駆動ロール２２とともに二次転写搬送ベルト２１を張架する剥離ロール２３、中間転写ベルト１５の像担持面の裏面側に配設されるバックアップロール２５を備える。駆動ロール２２は、駆動モータ８０によってイン側から駆動される。そして、駆動ロール２２は、イン側が太くアウト側が細くなるように構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等に係り、より詳しくは、記録材にトナー像を転写する転写部に改良を加えた画像形成装置等に関する。

近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置したものが知られている。この画像形成装置では、これら各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に多重に転写(一次転写)した後、この中間転写ベルトから記録材(用紙)上に一括して転写(二次転写)し、この記録材上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を得ている。

従来、このような中間転写方式を採用した画像形成装置では、二次転写後の記録材が中間転写ベルトに貼り付き、ジャムが発生しやすくなるといった問題があった。そこで、本出願人は、二次転写を行う二次転写部において、記録材が担持搬送される転写ベルト(二次転写搬送ベルト)を中間転写ベルトに圧接配置させ、また、この二次転写部における転写ロールとして、転写ベルトを張架するロールを用いて、中間転写ベルトに二次転写搬送ベルトを圧接配置させる技術を提案している(特許文献１参照。)。

また、二次転写搬送ベルトや中間転写ベルト等の無端ベルトを用いた場合には、無端ベルトを周回駆動する際に、無端ベルトが無端ベルトを張架するロール部材の軸方向に蛇行することがある。このような現象はベルトウォークと呼ばれる。このようなベルトウォークが生じると、二次転写を行う際に記録材に対するトナー像の転写位置がずれ、忠実な転写が行えなくなってしまう。そこで、無端ベルトの両端部にリブを突出形成し、両端部に形成されたリブの内側にロール部材の両端部を配置することで、無端ベルトがある程度以上ずれたような場合に、無端ベルトのリブにロール部材の端部が当接することで、無端ベルトの蛇行を規制する技術が存在する(特許文献２参照。)。

特開平１０−３１９７４１号公報(第４−６頁、図２) 特開２００１−１１７３７７号公報(第５−６頁、図４)

しかしながら、上記特許文献２に記載の技術では、無端ベルトに設けられたリブにロール部材の端部が当接するまでの間は、無端ベルトの蛇行を許容することになってしまう。また、何らかの理由により無端ベルトがリブを乗り越えてしまった場合には、無端ベルトの蛇行を抑えることができなくなってしまう。

本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な構成で、転写ベルト等の無端ベルトに生じる蛇行を抑制することにある。

上述したような問題に対し、本発明者が検討を行ったところ、転写ベルト等の無端ベルトを張架するロールに対して、無端ベルトの一端側から駆動力を付与し回動させた場合に、無端ベルトがこの一端側から逃げる方向(無端ベルトの他端側へと向かう方向)に蛇行するという現象を見出した。そして、このような問題は、ロール表面に弾性体を形成した場合に顕著であった。そこで、本発明者は、このような知見に基づき、回動する無端ベルトに対して無端ベルトの他端側から一端側へと向かう付勢力を付与することについて鋭意検討を行い、本発明を案出するに至った。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、画像が担持搬送される像担持搬送体と、像担持搬送体との間に記録材をニップしながら搬送し像担持搬送体に担持された画像を記録材に転写せしめる転写ベルトと、転写ベルトを回動させる駆動ロールを含み、転写ベルトを回動可能に張架支持する複数のロール部材と、転写ベルトの一端部側から駆動ロールを回転駆動する駆動部とを有し、複数のロール部材における所定のロール部材の外径が、転写ベルトの一端部側から他端部側に向かって小さくなるように形成されることを特徴としている。

この画像形成装置では、所定のロール部材が、駆動ロールであることを特徴とすることができる。また、駆動ロールが弾性体にて構成されることができる。さらに、所定のロール部材が、駆動ロール以外の張架ロールである場合に、張架ロールは、外径が異なる複数の分割ロールを軸方向に並べて構成されることができる。

また、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、画像が担持搬送される像担持搬送体と、像担持搬送体との間に記録材をニップしながら搬送し像担持搬送体に担持された画像を記録材に転写せしめる転写ベルトと、転写ベルトを回動させる駆動ロールを含み、転写ベルトを回動可能に張架支持する複数のロール部材と、転写ベルトの一端部側から駆動ロールを回転駆動する駆動部とを有し、複数のロール部材における所定のロール部材の硬度が、転写ベルトの一端部側から他端部側に向かって小さくなるように形成されることを特徴としている。

この画像形成装置では、所定のロール部材が、駆動ロールであることを特徴とすることができる。また、駆動ロールが発泡層を備えており、発泡層におけるセル径が駆動ロールの軸方向に沿って変化していることを特徴とすることができる。

さらに、他の観点から捉えると、本発明は、画像形成装置で用いられるベルト搬送装置であって、被搬送物を担持搬送する無端ベルトと、外周面に弾性部材を有し、無端ベルトの一端側から他端側に向けて外径が小さくなるように構成されるとともに、無端ベルトを回動可能に張架し且つ駆動する駆動ロールと、駆動ロールとともに無端ベルトを回動可能に張架する一又は複数の張架ロールと、駆動ロールの硬度の大きい側に接続され、駆動ロールを回転駆動する駆動部とを含んでいる。
ここで、無端ベルトは、画像が担持搬送される像担持搬送体との間に被搬送物としての記録材をニップし、駆動ロールは、像担持搬送体に向けて無端ベルトを押圧することができる。

さらにまた、他の観点から捉えると、本発明は、画像形成装置で用いられるベルト搬送装置であって、被搬送物を担持搬送する無端ベルトと、外周面に弾性部材を有し、無端ベルトの一端側から他端側に向けて硬度が小さくなるように構成されるとともに、無端ベルトを回動可能に張架し且つ駆動する駆動ロールと、駆動ロールとともに無端ベルトを回動可能に張架する一又は複数の張架ロールと、駆動ロールの硬度の大きい側に接続され、駆動ロールを回転駆動する駆動部とを含んでいる。
ここで、無端ベルトは、画像が担持搬送される像担持搬送体との間に被搬送物としての記録材をニップし、駆動ロールは像担持搬送体上の画像をニップされる記録材に転写するための転写バイアスを印加することができる。

本発明によれば、転写ベルト等の無端ベルトを張架するロール部材の外径または硬度を、その軸方向に沿って変化させるようにしたので、簡易な構成で、転写ベルト等の無端ベルトに生じる蛇行を抑制することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型、所謂中間転写型の画像形成装置であって、電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)して保持させる中間転写ベルト１５、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録材(被搬送物)である用紙Ｐに一括転写(二次転写)させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置６０を備えている。また、この画像形成装置は、各装置(各部)の動作を制御する制御部４０およびユーザによる操作指示を行うためのユーザインターフェース(ＵＩ)４１を有している。

各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を有している。この感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像が書き込むレーザ露光器１３(図中露光ビームを符号Ｂｍで示す)、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７、などの電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー(Ｙ色)、マゼンタ(Ｍ色)、シアン(Ｃ色)、黒(Ｋ色)の順に、略直線状に配置されている。なお、各現像器１４では、各色成分トナーとして負極性に帯電するものを用いている。

像担持搬送体としての中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものが用いられ、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成されており、その厚みは例えば０.１ｍｍ程度のフィルム状の無端ベルトで構成されている。中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動(回動)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト１５を循環駆動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持するアイドルロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５を有している。

各感光体ドラム１１に対向し、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性(本実施の形態では正極性)の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成される。

二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される無端状の二次転写搬送ベルト２１と、バックアップロール２５等とによって構成される。バックアップロール２５は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が７〜１０logΩ／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°(アスカーＣ)に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写搬送ベルト２１の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。

一方、二次転写搬送ベルト(転写ベルト、無端ベルト)２１は、回動可能に配設される駆動ロール２２および張架ロールとしての剥離ロール２３によって張架された、例えば直径がφ４０で、その体積抵抗率が１０^６〜１０^１０Ω・ｃｍの半導電性の無端ベルトである。この二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２によって駆動され、剥離ロール２３によって所定のテンションが与えられている。駆動ロール２２は、二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、二次転写搬送ベルト２１上の用紙Ｐに二次転写を行う二次転写ロールとして機能している。そして、給電ロール２６には、所定の負の二次転写バイアスを印加するための二次転写バイアス電源２７が接続され、駆動ロール２２は接地されている。なお、剥離ロール２３は、所定の曲率で二次転写搬送ベルト２１を張架することにより、二次転写搬送ベルト２１上に担持された用紙Ｐを剥離する機能も併せ持っている。さらに、二次転写搬送ベルト２１には、二次転写搬送ベルト２１の表面をクリーニングするための二次転写クリーナ２４が取り付けられている。なお、本実施の形態では、これら駆動ロール２２および剥離ロール２３によって複数のロール部材が構成されている。

また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、中間転写ベルト１５を挟んで駆動ロール３１に対向して配置され、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３５が取り付けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１０Ｙよりも上流側の中間転写ベルト１５の内側には、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)４２が配置されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の内側(像担持面の裏側)に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０(１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋ)は画像形成を開始するように構成されている。また、黒の画像形成ユニット１０Ｋよりも下流側の中間転写ベルト１５外側には、画質調整を行う際に使用される画像濃度センサ４３が配設されている。

更に、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送経路５５に搬送するピックアップロール５１を備えている。また、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写搬送ベルト２１によって二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着装置６０へと搬送する搬送ベルト５４(５４ａ、５４ｂ)を備えている。なお、画像形成装置の内部には、温度および速度を測定する温度／湿度センサ５７が配設されている。

また、定着装置６０は、図示しない加熱源を内蔵し回転可能に配設される加熱ロール６１と、この加熱ロール６１に回転可能に圧接配置される加圧ベルト６２と、加熱ロール６１に接触してこの加熱ロール６１表面に離型剤としてのオイル(シリコーンオイル)を供給するオイル供給部６３とを備えている。これら加熱ロール６１および加圧ベルト６２の表面には、離型性のよいフッ素ゴム層が形成されている。なお、本実施の形態では、シリコーンオイルとして、フッ素ゴムとの親和性がよく高剥離性を示すアミン変性シリコーンオイルが用いられる。なお、加圧ベルト６２は、複数のロールに回動可能に張架された状態で加熱ロール６１に圧接配置されており、加熱ロール６１との間には広範な定着ニップ領域が形成されるようになっている。

さらに、本実施の形態では、用紙Ｐの片面にのみトナー像を形成する片面モードの他、用紙Ｐの両面にトナー像を形成する両面モードを実行することも可能となっている。このため、この画像形成装置では、両面モード選択時に、定着装置６０で片面定着済みの用紙Ｐを反転させて再度二次転写部２０へと戻す用紙反転搬送機構７０が設けられている。用紙反転搬送機構７０は、定着装置６０からの排出経路５６に対して下方に分岐する分岐経路７１を設け、この分岐経路７１にはさらに右側方に向かって反転経路７２を延設すると共に、この反転経路７２から湾曲形成されて用紙トレイ５０からの搬送経路５５へと戻る戻し経路７３を連通接続したもので構成されている。そして、これらの経路には必要に応じて適宜数の搬送ロール７４が設けられている。また、定着装置６０の出口側には、定着後の用紙Ｐの搬送方向を排出経路５６または分岐経路７１に切り替える第１のゲート７５が設けられ、分岐経路７１と戻し経路７３との分岐点には反転前後の用紙Ｐの搬送方向を切り替える第２のゲート７６が設けられている。さらに、反転経路７２には、正逆回転可能に配設されるスイッチバックロール７７が取り付けられている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置(ＩＩＴ)や図示しないパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等から出力される画像データは、図１に示すような画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置(ＩＰＳ)にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置(ＩＰＳ)では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋにて、各現像器１４によってイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１０Ｙ,１０Ｍ,１０Ｃ,１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写部２０に搬送される。なお、中間転写ベルト１５への転写後に感光体ドラム１１上に残った残留トナーは、ドラムクリーナ１７によって除去される。

一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送経路５５を搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。

二次転写部２０では、半導電性の二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を介して、駆動ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に挟み込まれる。このとき、給電ロール２６にトナーの帯電極性と同極性の電圧(本実施の形態では負極性)が印加されると、二次転写ベルト２１(駆動ロール２２)を対向電極として転写電界が形成され、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、駆動ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写位置にて、用紙Ｐに静電転写される。

その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５４まで搬送される。ここで、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１を用いているために、二次転写位置を通過した用紙Ｐは、中間転写ベルト１５側に貼り付くことなく、二次転写搬送ベルト２１側に吸着した状態で搬送される。また、二次転写搬送ベルト２１上を搬送される用紙Ｐは、剥離ロール２３の近傍で、二次転写搬送ベルト２１を張架する剥離ロール２３の曲率によって二次転写搬送ベルト２１から剥離され、さらに下流側に向けて搬送されていく。搬送ベルト５４(５４ａ、５４ｂ)では、定着装置６０における最適な搬送速度に合わせるように速度制御を行い、定着装置６０まで用紙Ｐを搬送する。定着装置６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置６０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして、片面モードの場合には、定着画像を担持した用紙Ｐが第１のゲート７５によって排出経路５６側へ向けられ、用紙Ｐは排出ロール(図示せず)によって装置の外部に排出される。また、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、ベルトクリーナ３５によって除去される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する両面モードの場合には、定着装置６０を通過した用紙Ｐの先端が第１のゲート７５によって分岐経路７１に進入し、分岐経路７１を搬送された後に第２のゲート７６によって反転経路７２に進入する。反転経路７２において、用紙Ｐはスイッチバックロール７７によって一旦奥側に向けて搬送された後、用紙Ｐの後端が第２のゲート７６を抜けた直後のタイミングで一旦停止し、その後所定のタイミングでスイッチバックロール７７を逆回転させることにより今度は逆方向に向けて搬送される。その際、用紙Ｐは第２のゲート７６によって今度は戻し経路７３に進入し、この戻し経路７３を介して搬送経路５５へと戻される。このとき、用紙Ｐは最初に搬送経路５５にあったときとは異なり、表裏が反転された状態となっている。そして、上述したプロセスによって今度は用紙Ｐの裏面に未定着トナー像が静電転写され、定着装置６０によって定着された後、排出経路５６を介して装置の外部に排出される。

図２は、本実施の形態に係る二次転写部２０の構成を詳述した図である。ここで、図２(ａ)は画像形成装置のアウト側(フロント側、手前側)から二次転写部２０を眺めた図であり、図２(ｂ)は画像形成装置を図２(ａ)においてＺ方向(上部側)から二次転写搬送ベルト２１、駆動ロール２２および剥離ロール２３を眺めた図である。ただし、図２(ｂ)においては、二次転写搬送ベルト２１を破線で示している。

本実施の形態において、所定のロール部材として機能する駆動ロール２２は、イン側とアウト側とでその外径が異なるテーパ状の形状を有している。具体的には、駆動ロール２２において、イン側(二次転写搬送ベルト２１の一端側)の外径がアウト側(二次転写搬送ベルト２１の他端側)の外径よりも大きくなっている。ここで、駆動ロール２２のイン側端部における外径(直径)Ｄｉは２８.２ｍｍであり、アウト側端部における外径(直径)Ｄｏは２８.０ｍｍである。したがって、本実施の形態では、駆動ロール２２のアウト側端部における外径Ｄｏとイン側端部における外径Ｄｉとの差(Ｄｏ−Ｄｉ)が０.２ｍｍ程度に設定されている。また、駆動ロール２２は、アウト側からイン側に向かって延びる金属製の回転軸２２ａと、この回転軸２２ａの外周面上に形成されるスポンジ層２２ｂとを有している。このスポンジ層２２ｂは、例えばカーボンを分散した弾性体あるいは弾性部材としての発泡ウレタンゴムにて構成されている。なお、駆動ロール２２にスポンジ層２２ｂが設けられているのは、駆動ロール２２が弾性変形することにより、中間転写ベルト１５(バックアップロール２５)と二次転写搬送ベルト２１(駆動ロール２２)との間に広い二次転写ニップ領域を形成するためである。

一方、剥離ロール２３は、駆動ロール２２とは異なり、イン側およびアウト側で同じ外径を有する円柱状の形状を有している。ここで、剥離ロール２３の外径は、例えば１５.０ｍｍに設定されている。また、剥離ロール２３は、アウト側からイン側に向かって延びる金属製の回転軸２３ａと、この回転軸２３ａの外周面に形成されるロール部２３ｂとを有している。ここで、ロール部２３ｂは、例えば樹脂にて構成されている。

また、駆動ロール２２のイン側すなわち外径が太い側には、この駆動ロール２２に駆動力(回転力)を与える駆動部としての駆動モータ８０が配設されている。駆動モータ８０および駆動ロール２２の回転軸２２ａは、ギア群８１を介して連結されており、駆動ロール２２のイン側から、二次転写搬送ベルト２１を回動させるための駆動力が伝達されるようになっている。

では、この二次転写部２０における二次転写搬送ベルト２１の動作について説明する。例えば画像形成動作が開始されることの指示が制御部４０(図１参照)に伝達されると、制御部４０は、駆動モータ８０に制御信号を出力し、駆動モータ８０はかかる制御信号を受けて回転を開始する。駆動モータ８０が回転を開始すると、その駆動力はギア群８１を介して駆動ロール２２の回転軸２２ａに伝達され、これによって駆動ロール２２が回転を開始する。このようにして駆動ロール２２が回転を開始すると、この駆動ロール２２に張架される二次転写搬送ベルト２１が回動を開始し、二次転写搬送ベルト２１の回動開始に伴って、駆動ロール２２とともに二次転写搬送ベルト２１を張架する剥離ロール２３も回転を開始する。

ここで、駆動モータ８０からの駆動力を受けて駆動ロール２２が回転する際、駆動ロール２２のスポンジ層２２ｂを介して二次転写搬送ベルト２１に駆動力を伝達している。したがって、スポンジ層２２ｂが弾性を有しているために、その駆動力はダイレクトに二次転写搬送ベルト２１に伝わらず、駆動端であるイン側から遠ざかるほど(アウト側に近づくほど)駆動力の伝達に遅れが生じる。このような駆動力伝達のずれが生じると、回動する二次転写搬送ベルト２１に対し、アウト側へと向かう付勢力Ｗ１がかかることになる。このようにして二次転写搬送ベルト２１に付勢力Ｗ１がかかると、二次転写搬送ベルト２１はアウト側へ向けてベルトウォークしようとする。

一方、本実施の形態では、駆動ロール２２がテーパ状に形成されており、その外径がイン側ほど太く、アウト側ほど細くなっている。すると、回動する二次転写搬送ベルト２１に対し、イン側へと向かう付勢力Ｗ２がかかることになる。このようにして二次転写搬送ベルト２１に付勢力Ｗ２がかかると、二次転写搬送ベルト２１はイン側へ向けてベルトウォークしようとする。

つまり、二次転写搬送ベルト２１が回動すると、二次転写搬送ベルト２１に対し、アウト側へと向かう付勢力Ｗ１および逆にイン側へと向かう付勢力Ｗ２が同時にかかることになるのである。このとき、駆動ロール２２のアウト側端部における外径Ｄｏとイン側端部における外径Ｄｉとの差(Ｄｏ−Ｄｉ)を適切に選定しておけば、二次転写搬送ベルト２１にかかる付勢力Ｗ１と逆向きの付勢力Ｗ２とを釣り合わせることが可能になり、二次転写搬送ベルト２１におけるベルトウォークを抑制することができる。

ここで、図３は、本実施の形態に係る画像形成装置において、駆動ロール２２のアウト側端部における外径Ｄｏとイン側端部における外径Ｄｉとの差(Ｄｏ−Ｄｉ)と、そのときに実際に得られた二次転写搬送ベルト２１のベルトウォーク量との関係を示している。同図より、Ｄｏ−Ｄｉが約−０.２ｍｍ(駆動ロール２２のイン側端部の外径Ｄｉがアウト側端部の外径Ｄｏよりも０.２ｍｍだけ太い)場合に、ベルトウォーク量が略ゼロとなることがわかる。つまり、本実施の形態のように駆動ロール２２のイン側端部の外径Ｄｉをアウト側端部の外径Ｄｏよりも０.２ｍｍだけ太くすることで、ベルトウォークの発生を抑制できることが理解される。ただし、この条件は画像形成装置毎に異なるため、０.２ｍｍが常に最良になるということではない。本発明者の調査によれば、駆動ロール２２のアウト側端部における外径Ｄｏとイン側端部における外径Ｄｉとの差は、−０.２〜−０.４ｍｍの範囲より選定することが好ましいということが判明している。なお、この画像形成装置では、製造時における駆動ロール２２の外径誤差が±０.１ｍｍ程度に設定されており、０.２ｍｍという値は、許容される外径誤差よりも十分に大きな値であるということができる。

このように、本実施の形態では、駆動ロール２２の形状に工夫を加えた。具体的には、駆動ロール２２のうち、駆動モータ８０から駆動力を受ける側(イン側)ほど駆動ロール２２の外径を大きくし、イン側から遠ざかるほど駆動ロール２２の外径を小さくした。このような構成を採用することで、駆動モータ８０から受ける駆動力によって二次転写搬送ベルト２１にかかる付勢力Ｗ１と駆動ロール２２の形状(外径差)によって二次転写搬送ベルト２１にかかる逆向きの付勢力Ｗ２とを釣り合わせることが可能になる。このようにして付勢力Ｗ１と付勢力Ｗ２とを釣り合わせることで、簡易な構成で、二次転写搬送ベルト２１に生じるベルトウォークを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、二次転写ロールとしても機能する駆動ロール２２をテーパ状に構成しているが、この二次転写部２０では、二次転写搬送ベルト２１を介して駆動ロール２２が中間転写ベルト１５側に押圧されているため、駆動ロール２２の形状によって二次転写ニップ領域の形状が変化することはない。したがって、テーパ状の形状を有する駆動ロール２２を用いて二次転写部２０を構成したとしても、イン側とアウト側とで二次転写される画像の状態に違いが生じるようなことはない。

＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１では駆動ロール２２側をテーパ状に形成していたのに対し、本実施の形態では剥離ロール２３側をテーパ状に形成している点が異なっている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図４は、本実施の形態に係る二次転写部２０の構成を詳述した図である。ここで、図４(ａ)は画像形成装置のアウト側(フロント側、手前側)から二次転写部２０を眺めた図であり、図４(ｂ)は画像形成装置を図４(ａ)においてＺ方向(上部側)から二次転写搬送ベルト２１、駆動ロール２２および剥離ロール２３を眺めた図である。ただし、図４(ｂ)においては、二次転写搬送ベルト２１を破線で示している。

本実施の形態において、駆動ロール２２は、イン側およびアウト側で同じ外径を有する円柱状の形状を有している。一方、剥離ロール２３はイン側とアウト側とでその外径が異なるテーパ状の形状を有している。具体的には、剥離ロール２３において、イン側の外径がアウト側の外径よりも大きくなっている。本実施の形態では、剥離ロール２３のアウト側端部における外径Ｅｏとイン側端部における外径Ｅｉとの差(Ｅｏ−Ｅｉ)が０.２ｍｍ程度に設定されている。したがって、本実施の形態では、剥離ロール２３が所定のロール部材として機能することになる。

本実施の形態では、イン側から駆動される駆動ロール２２の回転に伴って、駆動ロール２２による張架部位では二次転写搬送ベルト２１にアウト側へと向かう付勢力Ｗ１がかかる一方、剥離ロール２３による張架部位では二次転写搬送ベルト２１にイン側へと向かう付勢力Ｗ２がかかることになる。このため、剥離ロール２３のアウト側、イン側の外径差Ｅｏ−Ｅｉの大きさを適宜調整することで、二次転写搬送ベルト２１にかかる付勢力Ｗ１と逆向きの付勢力Ｗ２とを釣り合わせることが可能になる。その結果、実施の形態１と同様に、二次転写搬送ベルト２１におけるベルトウォークを抑制することができる。

＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、駆動ロール２２の硬度を駆動ロール２２の軸方向に沿って異ならせるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図５は、本実施の形態に係る二次転写部２０の構成を詳述した図である。ここで、図５(ａ)は画像形成装置のアウト側(フロント側、手前側)から二次転写部２０を眺めた図であり、図５(ｂ)は画像形成装置を図５(ａ)においてＺ方向(上部側)から二次転写搬送ベルト２１、駆動ロール２２および剥離ロール２３を眺めた図である。ただし、図５(ｂ)においては、二次転写搬送ベルト２１を破線で示している。

本実施の形態において、駆動ロール２２はイン側およびアウト側で同じ外径を有する円柱状の形状を有している。ただし、駆動ロール２２におけるスポンジ層２２ｂは、その硬度が軸方向に沿って傾斜するように構成されている。具体的には、図５(ｂ)の左側に示すように、イン側のスポンジ層２２ｂほど硬度が大きく(硬く)、アウト側のスポンジ層２２ｂほど硬度が小さく(柔らかく)なっている。なお、スポンジ層２２ｂをこのように構成するには、例えばイン側ほど発泡のセル径を小さくし、アウト側ほど発泡のセル径を大きくするといった手法が考えられる。一方、本実施の形態では、剥離ロール２３もイン側およびアウト側で同じ外径を有する円柱状の形状を有している。

では、この二次転写部２０における二次転写搬送ベルト２１の動作について説明する。例えば画像形成動作が開始されることの指示が制御部４０(図１参照)に伝達されると、制御部４０は、駆動モータ８０に制御信号を出力し、駆動モータ８０はかかる制御信号を受けて回転を開始する。駆動モータ８０が回転を開始すると、その駆動力はギア群８１を介して駆動ロール２２の回転軸２２ａに伝達され、これによって駆動ロール２２が回転を開始する。このようにして駆動ロール２２が回転を開始すると、この駆動ロール２２に張架される二次転写搬送ベルト２１が回動を開始し、二次転写搬送ベルト２１の回動開始に伴って、駆動ロール２２とともに二次転写搬送ベルト２１を張架する剥離ロール２３も回転を開始する。

ここで、駆動モータ８０からの駆動力を受けて駆動ロール２２が回転する際、駆動ロール２２のスポンジ層２２ｂを介して二次転写搬送ベルト２１に駆動力を伝達している。したがって、スポンジ層２２ｂが弾性を有しているために、その駆動力はダイレクトに二次転写搬送ベルト２１に伝わらず、駆動端であるイン側から遠ざかるほど(アウト側に近づくほど)駆動力の伝達に遅れが生じる。このような駆動力伝達のずれが生じると、回動する二次転写搬送ベルト２１に対し、アウト側へと向かう付勢力Ｗ１がかかることになる。このようにして二次転写搬送ベルト２１に付勢力Ｗ１がかかると、二次転写搬送ベルト２１はアウト側へ向けてベルトウォークしようとする。

一方、本実施の形態では、駆動ロール２２の硬度が軸方向に沿って変化しており、その硬度はイン側(二次転写搬送ベルト２１の一端側)ほど高く、アウト側(二次転写搬送ベルト２１の他端側)ほど低くなっている。すると、回動する二次転写搬送ベルト２１に対し、イン側へと向かう付勢力Ｗ２がかかることになる。このようにして二次転写搬送ベルト２１に付勢力Ｗ２がかかると、二次転写搬送ベルト２１はイン側へ向けてベルトウォークしようとする。

つまり、本実施の形態においても、二次転写搬送ベルト２１が回動すると、二次転写搬送ベルト２１に対し、アウト側へと向かう付勢力Ｗ１および逆にイン側へと向かう付勢力Ｗ２が同時にかかることになる。このとき、駆動ロール２２の軸方向に沿った硬度分布を適切に選定しておけば、二次転写搬送ベルト２１にかかる付勢力Ｗ１と逆向きの付勢力Ｗ２とを釣り合わせることが可能になり、二次転写搬送ベルト２１におけるベルトウォークを抑制することができる。

＜実施の形態４＞
本実施の形態は、実施の形態２と略同様であるが、剥離ロール２３をテーパ状に形成するのに代えて、その外径が異なる複数のロール部材を用いて剥離ロール２３を構成するようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１、２と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図６は、本実施の形態に係る二次転写部２０の構成を詳述した図である。ここで、図６(ａ)は画像形成装置のアウト側(フロント側、手前側)から二次転写部２０を眺めた図であり、図６(ｂ)は画像形成装置を図６(ａ)においてＺ方向(上部側)から二次転写搬送ベルト２１、駆動ロール２２および剥離ロール２３を眺めた図である。ただし、図６(ｂ)においては、二次転写搬送ベルト２１を破線で示している。

本実施の形態において、剥離ロール２３は、イン側に配設された第１のロール２３１、第１のロール２３１に隣接して配設された第２のロール２３２、第２のロール２３２に隣接してアウト側に配設された第３のロール２３３を有している。これら分割ロールとしての第１のロール２３１、第２のロール２３２および第３のロール２３３は、回転軸２３ａに回転可能に支持されている。また、第２のロール２３２の外径(直径)Ｆ２は第１のロール２３１の外径Ｆ１よりも０.１ｍｍだけ小さく、第３のロール２３３の外径Ｆ３は第２のロール２３２の外径Ｆ２よりも０.１ｍｍだけ小さく設定されている。したがって、最も大きな第１のロール２３１の外径Ｆ１と最も小さな第３のロール２３３の外径Ｆ３との差は、実施の形態１と同様に、０.２ｍｍとなっている。

本実施の形態では、イン側から駆動される駆動ロール２２の回転に伴って、駆動ロール２２による張架部位では二次転写搬送ベルト２１にアウト側へと向かう付勢力Ｗ１がかかる一方、剥離ロール２３による張架部位では二次転写搬送ベルト２１にイン側へと向かう付勢力Ｗ２がかかることになる。このため、剥離ロール２３のうちイン側に配設される第１のロール２３１と、アウト側に配設される第３のロール２３３との外径差Ｆ３−Ｆ１の大きさを適宜調整することで、二次転写搬送ベルト２１にかかる付勢力Ｗ１と逆向きの付勢力Ｗ２とを釣り合わせることが可能になる。その結果、実施の形態２と同様に、二次転写搬送ベルト２１におけるベルトウォークを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、３本のロールを用いて剥離ロール２３を構成しているが、４本以上で構成してもよいし、また、２本で構成してもよい。
また、実施の形態１〜４では、駆動ロール２２および剥離ロール２３の２本のロール部材を用いて二次転写搬送ベルト２１を張架していたが、これに限られるものではなく３本以上であってもよい。
さらに、実施の形態１〜４では、本発明を二次転写部２０で用いられる二次転写搬送ベルト２１に適用した例について説明を行ったが、これに限られるものではなく、画像形成装置で用いられる各種ベルト搬送装置に適用することができる。

本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示す図である。 (ａ)、(ｂ)は実施の形態１で用いられる二次転写部の構成を説明するための図である。 駆動ロールのイン／アウト外径差とそのときに生じるベルトウォーク量との関係を示すグラフ図である。 (ａ)、(ｂ)は実施の形態２で用いられる二次転写部の構成を説明するための図である。 (ａ)、(ｂ)は実施の形態３で用いられる二次転写部の構成を説明するための図である。 (ａ)、(ｂ)は実施の形態４で用いられる二次転写部の構成を説明するための図である。

符号の説明

１０(１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ)…画像形成ユニット、１５…中間転写ベルト、２０…二次転写部、２１…二次転写搬送ベルト、２２…駆動ロール、２３…剥離ロール、２４…二次転写クリーナ、２５…バックアップロール、４１…ＵＩ(User Interface)、５０…用紙トレイ、６０…定着装置、７０…用紙反転搬送機構、８０…駆動モータ、８１…ギア群

Claims (11)

1. 画像が担持搬送される像担持搬送体と、
   前記像担持搬送体との間に記録材をニップしながら搬送し当該像担持搬送体に担持された画像を当該記録材に転写せしめる転写ベルトと、
   前記転写ベルトを回動させる駆動ロールを含み、当該転写ベルトを回動可能に張架支持する複数のロール部材と、
   前記転写ベルトの一端部側から前記駆動ロールを回転駆動する駆動部とを有し、
   前記複数のロール部材における所定のロール部材の外径が、前記転写ベルトの前記一端部側から他端部側に向かって小さくなるように形成されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記所定のロール部材が、前記駆動ロールであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記駆動ロールが弾性体にて構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記所定のロール部材が、前記駆動ロール以外の張架ロールであり、
   前記張架ロールは、外径が異なる複数の分割ロールを軸方向に並べて構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 画像が担持搬送される像担持搬送体と、
   前記像担持搬送体との間に記録材をニップしながら搬送し当該像担持搬送体に担持された画像を当該記録材に転写せしめる転写ベルトと、
   前記転写ベルトを回動させる駆動ロールを含み、当該転写ベルトを回動可能に張架支持する複数のロール部材と、
   前記転写ベルトの一端部側から前記駆動ロールを回転駆動する駆動部とを有し、
   前記複数のロール部材における所定のロール部材の硬度が、前記転写ベルトの前記一端部側から他端部側に向かって小さくなるように形成されることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記所定のロール部材が、前記駆動ロールであることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記駆動ロールが発泡層を備えており、当該発泡層におけるセル径が当該駆動ロールの軸方向に沿って変化していることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置で用いられるベルト搬送装置であって、
   被搬送物を担持搬送する無端ベルトと、
   外周面に弾性部材を有し、前記無端ベルトの一端側から他端側に向けて外径が小さくなるように構成されるとともに、当該無端ベルトを回動可能に張架し且つ駆動する駆動ロールと、
   前記駆動ロールとともに前記無端ベルトを回動可能に張架する一又は複数の張架ロールと、
   前記駆動ロールの外径の太い側に接続され、当該駆動ロールを回転駆動する駆動部と
   を含むベルト搬送装置。
9. 前記無端ベルトは、画像が担持搬送される像担持搬送体との間に前記被搬送物としての記録材をニップし、
   前記駆動ロールは、前記像担持搬送体に向けて前記無端ベルトを押圧することを特徴とする請求項８記載のベルト搬送装置。
10. 画像形成装置で用いられるベルト搬送装置であって、
    被搬送物を担持搬送する無端ベルトと、
    外周面に弾性部材を有し、前記無端ベルトの一端側から他端側に向けて硬度が小さくなるように構成されるとともに、前記無端ベルトを回動可能に張架し且つ駆動する駆動ロールと、
    前記駆動ロールとともに前記無端ベルトを回動可能に張架する一又は複数の張架ロールと、
    前記駆動ロールの硬度の大きい側に接続され、当該駆動ロールを回転駆動する駆動部と
    を含むベルト搬送装置。
11. 前記無端ベルトは、画像が担持搬送される像担持搬送体との間に前記被搬送物としての記録材をニップし、
    前記駆動ロールは前記像担持搬送体上の画像をニップされる前記記録材に転写するための転写バイアスを印加することを特徴とする請求項１０記載のベルト搬送装置。

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