JP2012068556A - Transfer device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、像担持体ベルトに形成した像を記録材に転写する転写装置および当該転写装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a transfer device that transfers an image formed on an image carrier belt to a recording material, and an image forming apparatus including the transfer device.
特許文献1には、無端状の像担持体ベルト(転写ベルト)を複数のローラーに巻き掛けて回転駆動するとともに、この像担持体ベルト表面に一時的に形成した像を、紙等の記録材に転写して画像形成を行う画像形成装置が記載されている。より詳しくは、潜像担持体(感光体ドラム)表面に形成した潜像を現像することで像(トナー像)を形成する作像部(画像形成ステーション)が、像担持体ベルトに対向して配置されている。そして、作像部と像担持体ベルトが対向する位置で、作像部が像担持体ベルト表面に像を形成する。 In Patent Document 1, an endless image carrier belt (transfer belt) is wound around a plurality of rollers and rotated, and an image temporarily formed on the surface of the image carrier belt is recorded on a recording material such as paper. An image forming apparatus that forms an image by transferring the image to the printer is described. More specifically, an image forming unit (image forming station) that forms an image (toner image) by developing the latent image formed on the surface of the latent image carrier (photosensitive drum) is opposed to the image carrier belt. Has been placed. The image forming unit forms an image on the surface of the image carrier belt at a position where the image forming unit and the image carrier belt face each other.
さらに、この像は、像担持体ベルト表面の回転に伴って、転写位置にまで搬送される。この転写位置では、像担持体ベルトと転写ローラーとが互いに当接して転写ニップを形成している。そして、像担持体ベルト表面の像が転写ニップに搬送されるタイミングに合わせて、この転写ニップに記録材が搬送される。こうして、転写ニップを通過する記録材に像が重ね合わせられて、像が記録材に転写される。 Further, this image is conveyed to the transfer position as the surface of the image carrier belt rotates. At this transfer position, the image carrier belt and the transfer roller are in contact with each other to form a transfer nip. Then, the recording material is conveyed to the transfer nip in accordance with the timing at which the image on the image carrier belt surface is conveyed to the transfer nip. Thus, the image is superimposed on the recording material passing through the transfer nip, and the image is transferred to the recording material.
このとき、像担持体から記録材への像転写を高い転写効率で行なうためには、転写ニップを通過する記録材に対して、大きな押圧力を加えることが望ましい。ただし、大きな押圧力を加えることによって、記録材が像担持体ベルトに貼り付いてしまうおそれがある。特に特許文献1の画像形成装置は、液体キャリアにトナーを分散させた液体現像剤により潜像を現像するため、像担持体ベルトに付着した液体キャリアによって記録材の貼り付きが生じやすい。 At this time, in order to perform image transfer from the image carrier to the recording material with high transfer efficiency, it is desirable to apply a large pressing force to the recording material passing through the transfer nip. However, when a large pressing force is applied, the recording material may adhere to the image carrier belt. In particular, the image forming apparatus disclosed in Patent Document 1 develops a latent image with a liquid developer in which toner is dispersed in a liquid carrier, so that the recording material is likely to stick to the liquid carrier attached to the image carrier belt.
このような問題を解消するために、例えば特許文献2に記載の技術を採用することが考えられる。特許文献2に記載の画像形成装置は、円筒状の押圧ローラー(転写ローラーに相当)の周面の一部に開閉自在のグリッパを把持部材として設け、このグリッパにより記録材の端を把持することによって、押圧ローラーと当接する像担持体への記録材の貼り付きを防止している。したがって、特許文献2の押圧ローラーの構成を特許文献1の転写ローラーに適用することで、像担持体ベルトへの記録材の貼り付きを防止できると考えられる。
In order to solve such a problem, for example, it is conceivable to employ the technique described in
ただし、特許文献1および2の組み合わせるにあたっては、次のような問題が生じうる。つまり、転写ローラーは、転写ニップに供給される記録材の端を把持部材で掴みながら回転することで、転写ニップに記録材を通過させる。このとき、像担持体ベルトの像を記録材に適切に重ね合わせるためには、転写ローラーの回転に伴なって記録材が転写ニップを通過するタイミングに合わせて、転写ニップに像を搬送する必要がある。
However, the following problems may occur when combining
そこで、像担持体ベルトに像を形成するタイミングを、転写ローラーの回転に合わせて制御することが考えられる。しかしながら、特許文献2に記載のような把持部材が取り付けられた転写ローラーは、その周面が滑らかな円筒面ではない。そのため、転写ニップでの押圧力が転写ローラーの回転周期に同期して変動することになる。そして、このような変動は、作像部から転写ニップまでの像担持体ベルトの距離に影響する。その結果、像担持体ベルトへの像形成タイミングを転写ローラーの回転に合わせて制御したとしても、像担持体ベルト表面の像を転写ニップに搬送するタイミングがずれてしまい、この像を記録材に適切に転写できないおそれが考えられた。
Therefore, it is conceivable to control the timing of forming an image on the image carrier belt in accordance with the rotation of the transfer roller. However, the transfer roller to which the gripping member described in
このような問題は、周面が完全な円筒面でない転写ローラーを用いる場合に共通するものであり、例えば、円筒周面の一部を切り欠いた凹部をその周面に有する転写ローラーを用いる場合でも生じうる。すなわち、像担持体ベルトが転写ローラーの円筒周面部と対向しその表面に当接しているときと、像担持体ベルトが転写ローラーの凹部と対向し転写ローラー表面から離間しているときとでは、像担持体ベルト表面に加わる押圧力が大きく異なるため、これらの切り替わり時において、作像部から転写ニップまでの像担持体ベルトの距離が変動し、その結果、像を記録材に適切に転写できないおそれがあった。 Such a problem is common when using a transfer roller whose peripheral surface is not a complete cylindrical surface. For example, when using a transfer roller having a concave portion in which a part of the cylindrical peripheral surface is notched. But it can happen. That is, when the image carrier belt faces the cylindrical peripheral surface portion of the transfer roller and contacts the surface thereof, and when the image carrier belt faces the concave portion of the transfer roller and is separated from the transfer roller surface, Since the pressing force applied to the surface of the image carrier belt is greatly different, the distance of the image carrier belt from the image forming portion to the transfer nip fluctuates at the time of switching, and as a result, the image cannot be properly transferred to the recording material. There was a fear.
この発明は、作像部が像担持体ベルトに形成した像を、周面に凹部を有する転写ローラーによって転写ニップで記録材に転写する転写装置および画像形成装置において、上記課題を解決して、作像部から転写ニップまでの像担持体ベルトの距離の変動を抑制する技術の提供を目的とする。 The present invention solves the above problems in a transfer apparatus and an image forming apparatus for transferring an image formed on an image carrier belt by an image forming unit to a recording material at a transfer nip by a transfer roller having a concave portion on the peripheral surface. An object of the present invention is to provide a technique for suppressing fluctuations in the distance of an image carrier belt from an image forming unit to a transfer nip.
この発明にかかる転写装置は、上記目的を達成するために、像を担持する像担持体ベルトと、像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体を移動させる駆動ローラーと、駆動ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体ベルトに張力T1を付与する第1の張架ローラーと、比例係数K1を有し、第1の張架ローラーにより像担持体ベルトに付与する張力T1を発生させる第1の張力付与部と、第1の張架ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるローラーと、ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体ベルトに張力T2を付与する第2の張架ローラーと、第1の比例定数K1よりも小さい比例係数K2を有し、第2の張架ローラーにより像担持体ベルトに付与する張力T2を発生させる第2の張力付与部と、周面に凹部を有するとともに像担持体ベルトを介してローラーと当接する転写ローラーと、を備えることを特徴としている。ここで、K1、K2は、
K1=T1/Δl1
Δl1:第1の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第1の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第1の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第1の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T1:第1の張架ローラーがΔl1移動した時に、第1の張架ローラーが像担持体ベルトに付与する張力
K2=T2/Δl2
Δl2:第2の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第2の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第2の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T2:第2の張架ローラーがΔl2移動した時に、第2の張架ローラーが像担持体ベルトに付与する張力
である。
In order to achieve the above object, the transfer device according to the present invention has an image carrier belt that carries an image, a drive roller that moves the image carrier belt, and a winding roller that moves the image carrier. The image carrier belt is wound around and has a first tension roller for applying a tension T1 to the image carrier belt and a proportional coefficient K1, and is applied to the image carrier belt by the first tension roller. A first tension applying unit for generating a tension T1, a roller for winding an image carrier belt wound around a first tension roller, an image carrier belt wound around the roller, and an image A second tension roller that applies tension T2 to the carrier belt and a tension coefficient K2 that is smaller than the first proportional constant K1 and that is applied to the image carrier belt by the second tension roller. A second tension applying section for generating 2, via the image carrier belt which has a recess in the peripheral surface is characterized by comprising a roller and the transfer roller abutting. Here, K1 and K2 are
K1 = T1 / Δl1
Δl1: From the position of the first tension roller when no tension is applied to the first tension roller from the image carrier belt, when the tension is applied from the image carrier belt, the first tension roller is Displacement amount in the direction of the force acting on the first tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the moved position T1: The first tension roller when the first tension roller moves Δl1 Tension applied to the image carrier belt by K2 = T2 / Δl2
Δl2: From the position of the second tension roller when no tension is applied from the image carrier belt to the second tension roller, when the tension is applied from the image carrier belt, the second tension roller is Displacement amount in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the moved position T2: The second tension roller when the second tension roller moves
また、この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するために、像を形成する作像部と、作像部で形成された像が転写される像担持体ベルトと、像が転写された像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体を移動させる駆動ローラーと、駆動ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体ベルトに張力T1を付与する第1の張架ローラーと、比例係数K1を有し、第1の張架ローラーにより像担持体ベルトに付与する張力T1を発生させる第1の張力付与部と、第1の張架ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるローラーと、ローラーに巻き掛けられた像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、像担持体ベルトに張力T2を付与する第2の張架ローラーと、第1の比例定数K1よりも小さい比例係数K2を有し、第2の張架ローラーにより像担持体ベルトに付与する張力T2を発生させる第2の張力付与部と、周面に凹部を有するとともに像担持体ベルトを介してローラーと当接する転写ローラーと、作像部が像を形成するタイミングを、転写ローラーの回転に応じて制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。ここで、K1、K2は、
K1=T1/Δl1
Δl1:第1の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第1の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第1の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T1:第1の張架ローラーがΔl1移動した時に、第1の張架ローラーが像担持体ベルトに付与する張力
K2=T2/Δl2
Δl2:第2の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第2の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第2の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T2:第2の張架ローラーがΔl2移動した時に、第2の張架ローラーが像担持体ベルトに付与する張力
である。
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention has an image forming unit for forming an image, an image carrier belt to which an image formed by the image forming unit is transferred, and an image transferred. A first roller that wraps the image carrier belt, wraps the drive roller that moves the image carrier, and the image carrier belt that is wound around the drive roller, and applies a tension T1 to the image carrier belt. A tension roller, a first tension applying unit having a proportionality coefficient K1 and generating a tension T1 to be applied to the image carrier belt by the first tension roller, and an image wound around the first tension roller. More than the first proportionality constant K1, a roller for winding the carrier belt, a second tension roller for winding the image carrier belt wound around the roller, and applying a tension T2 to the image carrier belt. Small proportion A second tension applying portion having a number K2 and generating a tension T2 applied to the image carrier belt by the second tension roller; a recess on the peripheral surface; and a roller contact with the roller via the image carrier belt. The image forming apparatus includes: a transfer roller that is in contact with the image forming unit; and a control unit that controls the timing at which the image forming unit forms an image according to the rotation of the transfer roller. Here, K1 and K2 are
K1 = T1 / Δl1
Δl1: From the position of the first tension roller when no tension is applied to the first tension roller from the image carrier belt, when the tension is applied from the image carrier belt, the first tension roller is Displacement amount in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the moved position T1: The first tension roller when the first tension roller moves Δl1 Tension applied to the image carrier belt by K2 = T2 / Δl2
Δl2: From the position of the second tension roller when no tension is applied from the image carrier belt to the second tension roller, when the tension is applied from the image carrier belt, the second tension roller is Displacement amount in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the moved position T2: The second tension roller when the second tension roller moves
このように構成された発明(転写装置、画像形成装置)では、像担持体ベルトと転写ローラーとが当接して転写ニップが形成される。そして、像担持体ベルトに担持される像は、駆動ローラーの巻き掛け位置を経由して、転写ニップにまで搬送される。また、駆動ローラーから転写ニップまでの間では、第1の張架ローラーが像担持体ベルトに当接するとともに、この第1の張架ローラーと転写ニップを挟む位置で第2の張架ローラーが像担持体ベルトに当接する。そして、第1および第2の張架ローラーそれぞれを介して像担持体ベルトに張力T1、T2を付与する第1および第2の張力付与部が設けられている。具体的には、第1の張力付与部は、第1の張架ローラーの変位量Δl1に比例係数K1を乗じた張力T1を像担持体ベルトに付与し、第2の張力付与部は、第2の張架ローラーの変位量Δl2に比例係数K2を乗じた張力T2を像担持体ベルトに付与する。こうして像担持体ベルトに張力T1、T2を付与することによって、像担持体ベルトの撓みを取って、作像部から転写ニップまでの距離の安定化が図られている。
In the invention thus configured (transfer device, image forming device), the image carrier belt and the transfer roller come into contact with each other to form a transfer nip. Then, the image carried on the image carrier belt is conveyed to the transfer nip via the winding position of the driving roller. Further, between the driving roller and the transfer nip, the first tension roller contacts the image carrier belt, and the second tension roller is positioned at a position sandwiching the first tension roller and the transfer nip. Contact the carrier belt. In addition, first and second tension applying portions that apply tensions T1 and T2 to the image carrier belt via the first and second tension rollers are provided. Specifically, the first tension applying unit applies to the image carrier belt a tension T1 obtained by multiplying the displacement amount Δl1 of the first stretching roller by the proportional coefficient K1, and the second tension applying unit includes the first tension applying unit. A tension T2 obtained by multiplying the displacement amount Δl2 of the
ただし、この発明では、転写ローラーは周面に凹部を有しているため、この凹部が像担持体ベルトに対向しているときと、それ以外のときとで、像担持体ベルトに加わる押圧力が変動する。そのため、像担持体ベルトから第1の張架ローラーに作用する力が変動して、第1の張架ローラーが大きく変位し、その結果、作像部から転写ニップまでの距離が大きく変動するおそれがあった。つまり、第1および第2の張架ローラーで像担持体ベルトに張力T1、T2を付与することで、作像部から転写ニップまでの距離の安定化を図ったにも拘わらず、周面に凹部を有した転写ローラーを用いたことによって、作像部から転写ニップまでの距離が結果的に安定しないおそれがあった。 However, in this invention, since the transfer roller has a concave portion on the peripheral surface, the pressing force applied to the image carrier belt is different between when the concave portion faces the image carrier belt and when it is not. Fluctuates. For this reason, the force acting on the first stretching roller from the image carrier belt varies, and the first stretching roller is greatly displaced, and as a result, the distance from the image forming unit to the transfer nip may vary greatly. was there. That is, by applying tensions T1 and T2 to the image carrier belt with the first and second tension rollers, the distance from the image forming unit to the transfer nip is stabilized, but the circumferential surface As a result of using a transfer roller having a recess, the distance from the image forming section to the transfer nip may not be stable as a result.
これに対して、この発明では、第1の張架ローラーの変位量Δl1に対する比例係数K1よりも第2の張架ローラーの変位量Δl2に対する比例係数K2を小さく設定している。この理由について説明すると次のとおりである。転写ローラーが像担持体ベルトに与える押圧力が変動した場合には、第1の張架ローラーおよび第2の張架ローラーそれぞれが変位して、像担持体ベルトに付与する張力を維持する。このとき、第1の張架ローラーの変位量Δl1に対する比例係数K1よりも第2の張架ローラーの変位量Δl2に対する比例係数K2を小さく設定しておけば、転写ローラーの押圧力の変動に対して、第2の張架ローラーは大きく変位するのに対して、第1の張架ローラーの変位は小さく抑えられる。こうして、この発明では、転写ローラーの押圧力の変動に拘わらず、第1の張架ローラーの変位を小さく抑えて、作像部から転写ニップまでの距離を安定化させることが可能となっている。 On the other hand, in the present invention, the proportionality coefficient K2 for the displacement amount Δl2 of the second stretching roller is set smaller than the proportionality coefficient K1 for the displacement amount Δl1 of the first stretching roller. The reason for this will be described as follows. When the pressing force applied to the image carrier belt by the transfer roller fluctuates, each of the first tension roller and the second tension roller is displaced to maintain the tension applied to the image carrier belt. At this time, if the proportional coefficient K2 with respect to the displacement amount Δl2 of the second stretching roller is set smaller than the proportional coefficient K1 with respect to the displacement amount Δl1 of the first stretching roller, the fluctuation of the pressing force of the transfer roller can be reduced. Thus, while the second tension roller is largely displaced, the displacement of the first tension roller is kept small. Thus, according to the present invention, it is possible to stabilize the distance from the image forming portion to the transfer nip while suppressing the displacement of the first tension roller regardless of the fluctuation of the pressing force of the transfer roller. .
このような張力を像担持体ベルトに付与する第1および第2の張力付与部の具体的な構成としては、種々のものが考えられる。そこで、例えば、第1の張力付与部は、第1の張架ローラーを支持するバネ定数k1の第1の弾性部材を有し、第2の張力付与部は、第2の張架ローラーを支持するバネ定数k2の第2の弾性部材を有し、第1の張架ローラーへの像担持体ベルトの巻き掛け角をθ1、第2の張架ローラーへの像担持体ベルトの巻き掛け角をθ2としたとき、次式
K1=k1/{2・sin(θ1/2)}
K2=k2/{2・sin(θ2/2)}
の関係を有するように構成しても良い。
Various specific configurations of the first and second tension applying units that apply such tension to the image carrier belt are conceivable. Therefore, for example, the first tension applying unit includes a first elastic member having a spring constant k1 that supports the first tension roller, and the second tension applying unit supports the second tension roller. A second elastic member having a spring constant k2 is set, and the wrapping angle of the image carrier belt on the first tension roller is θ1, and the wrapping angle of the image carrier belt on the second tension roller is When θ2, the following equation is established: K1 = k1 / {2 · sin (θ1 / 2)}
K2 = k2 / {2 · sin (θ2 / 2)}
You may comprise so that it may have this relationship.
あるいは、第1の張力付与部は、一端で第1の張架ローラーを支持して回動する第1のレバーと、第1のレバーの一端と異なる他端で支持されたバネ定数k3の第1のバネを有し、第2の張力付与部は、一端で第2の張架ローラーを支持して回動する第2のレバーと、第2のレバーの一端と異なる他端で支持されたバネ定数k4の第2のバネを有し、第1の張架ローラーへの像担持体ベルトの巻き掛け角をθ1、第1のレバーの回動中心から、第1のレバーの一端が第1の張架ローラーにかける力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLa1、第1のレバーの回動中心から、第1のレバーの他端で支持された第1のバネの力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLb1、第2の張架ローラーへの像担持体ベルトの巻き掛け角をθ2、第2のレバーの回動中心から、第2のレバーの一端が第2の張架ローラーにかける力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLa2、第2のレバーの回動中心から、第2のレバーの他端で支持された第2のバネの力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLb2としたとき、次式
K1=(Lb1/La1)2・k3/{2・sin(θ1/2)}
K2=(Lb2/La2)2・k4/{2・sin(θ2/2)}
の関係を有するように構成しても良い。
Alternatively, the first tension applying unit includes a first lever that rotates while supporting the first stretching roller at one end, and a first spring constant k3 that is supported at the other end different from one end of the first lever. The second tension applying unit is supported by a second lever that rotates while supporting the second tension roller at one end and the other end different from one end of the second lever. A second spring having a spring constant k4 is provided, the winding angle of the image carrier belt around the first tension roller is θ1, and one end of the first lever is the first lever from the rotation center of the first lever. The length of the virtual perpendicular lowered to the virtual action line of the force applied to the tension roller is La1, from the center of rotation of the first lever, the force of the first spring supported by the other end of the first lever Lb1 is the length of the virtual perpendicular to the virtual action line, θ2 is the wrap angle of the image carrier belt around the second tension roller, and the second lever. From the center of rotation, the length of the imaginary perpendicular line where the one end of the second lever is lowered to the virtual action line of the force applied to the second stretching roller is La2, and from the center of rotation of the second lever, the second lever Lb2 is the length of the virtual perpendicular lowered to the virtual action line of the force of the second spring supported at the other end of the following equation: K1 = (Lb1 / La1) 2 · k3 / {2 · sin (θ1 / 2)}
K2 = (Lb2 / La2) 2 · k4 / {2 · sin (θ2 / 2)}
You may comprise so that it may have this relationship.
そして、このようなレバー構成は次のような利点を有する。つまり、第1および第2の張架ローラーが変位するのに伴って、第1および第2の張架ローラーが像担持体ベルトに対してスライドすることがある。このとき、第1および第2の張架ローラーと像担持体ベルトの間のスライド抵抗が大きいために、外力に対する第1および第2の張架ローラーの応答性が悪化して、第1および第2の張架ローラーの変位が安定せず、その結果、作像部から転写ニップまでの距離が若干不安定になることが考えられる。これに対して、上記のようなレバー構造では、第1および第2の張架ローラーが像担持体ベルトに対してスライドする際に発生する、第1および第2の張架ローラーと像担持体ベルトの間のスライド抵抗を小さく抑えることができる。その結果、作像部から転写ニップまでの距離をより安定化させることが可能となる。
Such a lever configuration has the following advantages. That is, as the first and second stretching rollers are displaced, the first and second stretching rollers may slide with respect to the image carrier belt. At this time, since the slide resistance between the first and second tension rollers and the image carrier belt is large, the responsiveness of the first and second tension rollers to the external force is deteriorated, and the first and second tension rollers are deteriorated. It is considered that the displacement of the
また、上記のとおりこの画像形成装置では、作像部が像を形成するタイミングを、転写ローラーの回転に応じて制御する。そこで、このような制御を実行するために、作像部は、潜像が形成される潜像担持体、潜像担持体を露光して潜像を形成する露光部、および潜像を現像する現像部を有し、制御部は、転写ローラーの回転に応じて、露光部による露光のタイミングを制御するように構成しても良い。このような構成では、露光器による露光のタイミングを調整するだけで、作像部が像を形成するタイミングを簡便に制御することができ、制御構成の簡素化を計ることができる。 Further, as described above, in this image forming apparatus, the timing at which the image forming unit forms an image is controlled according to the rotation of the transfer roller. Therefore, in order to execute such control, the image forming unit develops the latent image carrier on which the latent image is formed, the exposure unit that exposes the latent image carrier to form the latent image, and the latent image. A developing unit may be included, and the control unit may be configured to control the timing of exposure by the exposure unit in accordance with the rotation of the transfer roller. In such a configuration, the timing at which the image forming unit forms an image can be controlled simply by adjusting the exposure timing by the exposure device, and the control configuration can be simplified.
この際、転写ローラーの回転位置を検出する検出部を有し、制御部は、検出部で検出された情報に応じて、露光部による露光のタイミングを制御するように構成しても良い。 At this time, a detection unit that detects the rotational position of the transfer roller may be provided, and the control unit may be configured to control the timing of exposure by the exposure unit in accordance with information detected by the detection unit.
また、現像部は、トナー及び液体キャリアを含む液体現像剤を用い、転写ローラーは、周面に凹部が形成されるとともに、凹部に記録材を把持する把持部材が配設されるように構成することができる。ただし、このような構成では、液体キャリアによって記録材が像担持体ベルトに貼り付くことが防止されるという利点を有する反面、転写ローラーの回転に伴なって像担持体ベルトの押圧力が変動して、作像部から転写ニップまでの距離が結果的に安定しないおそれがある。そこで、このような構成に対しては、本発明を適用して、作像部から転写ニップまでの距離の安定化を図ることが、極めて好適となる。 Further, the developing unit uses a liquid developer containing toner and a liquid carrier, and the transfer roller is configured such that a concave portion is formed on the peripheral surface and a holding member that holds the recording material is provided in the concave portion. be able to. However, such a configuration has the advantage that the recording material is prevented from adhering to the image carrier belt by the liquid carrier, but the pressing force of the image carrier belt varies as the transfer roller rotates. As a result, the distance from the image forming unit to the transfer nip may be unstable as a result. Therefore, for such a configuration, it is extremely preferable to apply the present invention to stabilize the distance from the image forming unit to the transfer nip.
また、作像部で形成される像とは異なる色の第2の像を形成する第2の作像部を備え、制御部は、第2の作像部が第2の像を形成するタイミングを、転写ローラーの回転に応じて制御する構成に対しては、本発明を適用することが特に好適である。つまり、このような構成では、レジストずれを抑制しつつ、異なる色の像を互いに重ね合わせることが求められる。そして、そのためには、像担持体ベルトの移動方向に転写ニップから作像部までの区間のベルトテンションを一定に保ことが好適となる。これに対して、この発明では、該当区間の像担持体ベルトに対しては、第2の張架ローラーが当接するとともに、この第2の張架ローラーの変位に比較的小さい比例係数K2を乗じた張力T2が付与される。したがって、該当区間のベルトテンションは略一定に保たれることとなり、その結果、レジストずれが抑制された良好なカラー画像を形成することができる。 In addition, the image forming unit includes a second image forming unit that forms a second image having a color different from that of the image formed by the image forming unit, and the control unit performs timing when the second image forming unit forms the second image. It is particularly preferable to apply the present invention to a configuration in which the control is performed according to the rotation of the transfer roller. That is, in such a configuration, it is required to superimpose images of different colors on each other while suppressing registration deviation. For this purpose, it is preferable to keep the belt tension in the section from the transfer nip to the image forming portion constant in the moving direction of the image carrier belt. In contrast, in the present invention, the second tension roller abuts against the image carrier belt in the corresponding section, and the displacement of the second tension roller is multiplied by a relatively small proportional coefficient K2. A tension T2 is applied. Accordingly, the belt tension in the corresponding section is kept substantially constant, and as a result, a good color image in which registration deviation is suppressed can be formed.
第1実施形態
図1は本発明にかかる画像形成装置の第1実施形態を示す図である。また、図2は図1の装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置1は、互いに異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーション2Y(イエロー用)、2M(マゼンタ用)、2C(シアン用)および2K(ブラック用)を備えている。そして、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行可能となっている。この画像形成装置では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令がCPUやメモリーなどを有するコントローラー10に与えられると、このコントローラー10が装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート状の記録材RMに画像形成指令に対応する画像を形成する。
First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the apparatus of FIG. The image forming apparatus 1 includes four
各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kは、トナー色を除けばいずれも同じ構造および機能を有している。そこで、図1では、図を見やすくするために、画像形成ステーション2Cを構成する各部品にのみ符号を付し、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kに付すべき符号については記載を省略する。また、以下の説明では、図1に付した符号を参照して画像形成ステーション2Cの構造および動作を説明するが、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kの構造および動作も、トナー色が異なることを除けば同じである。
Each of the
画像形成ステーション2Cには、シアン色のトナー像がその表面に形成される感光体ドラム21が設けられている。感光体ドラム21は、その回転軸が主走査方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に平行もしくは略平行となるように配置されており、図1中矢印D21の方向に所定速度で回転駆動される。
The
感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21表面を所定の電位に帯電させるコロナ帯電器である帯電器22と、感光体ドラム21表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成する露光ユニット23と、該静電潜像をトナー像として顕像化する現像ユニット24と、第1スクイーズ部25と、第2スクイーズ部26と、該トナー像を転写ユニット3の中間転写ベルト31に一次転写する一次転写ユニットと、転写後の感光体ドラム21の表面をクリーニングするクリーニングユニットと、クリーナーブレードとが、それぞれこれらの順に感光体ドラム21の回転方向D21(図1では、時計回り)に沿って配設されている。
Around the
帯電器22は感光体ドラム21の表面に接触しないものであり、この帯電器22には、従来周知慣用のコロナ帯電器を用いることができる。コロナ帯電器にスコロトロン帯電器を用いた場合には、スコロトロン帯電器のチャージワイヤには負のワイヤ電流が流されるとともに、グリッドには直流(DC)のグリッド帯電バイアスが印加される。帯電器22によるコロナ放電で感光体ドラム21が帯電されることで、感光体ドラム21の表面の電位が略均一の電位に設定される。
The
露光ユニット23は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームにより感光体ドラム21表面を露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。この露光ユニット23としては、半導体レーザからの光ビームをポリゴンミラーにより主走査方向に走査させるもの、あるいは発光素子を主走査方向に配列したラインヘッド等により構成することができる。
The
こうして形成された静電潜像に対して現像ユニット24からトナーが付与されて、静電潜像がトナーにより現像される。なお、この画像形成装置1の現像ユニット24では、キャリア液内にトナーを概略重量比20%程度に分散させた液体現像剤を用いてトナー現像が行われる。この実施形態では、従来一般的に使用されている、Isopar(商標:エクソン)をキャリア液(液体キャリア)とした低濃度(1〜2wt%)かつ低粘度の常温で揮発性を有する揮発性液体現像剤ではなく、高濃度かつ高粘度の、常温で不揮発性の樹脂中へ顔料などの着色剤を分散させた平均粒径1μmの固形粒子を、有機溶媒、シリコンオイル、鉱物油又は食用油等の液体溶媒中へ分散剤とともに添加し、トナー固形分濃度を約20%とした高粘度(30〜10000mPa・s程度)の液体現像剤が用いられる。
Toner is applied from the developing
第1スクイーズ部25および第2スクイーズ部26にはスクイーズローラーがそれぞれ設けられている。そして、各スクイーズローラーが感光体ドラム21の表面と当接してトナー像の余剰キャリア液やカブリトナーを除去する。なお、本実施形態では2つのスクイーズ部25、26により余剰キャリア液やカブリトナーを除去しているが、スクイーズ部の個数や配置などはこれに限定されるものではなく、例えば1個のスクイーズ部を配置してもよい。
The
スクイーズ部25、26を通過してきたトナー像は一次転写ユニットにより中間転写ベルト31に一次転写される。この中間転写ベルト31は、その表面、より詳しくはその外周面にトナー像を一時的に担持可能な無端状の像担持体ベルトであり、複数のローラー32、33、34および35に掛け渡されている。このうちローラー32はベルト駆動モーターM3に機械的に接続されて、中間転写ベルト31を図1の矢印方向D31に周回駆動するベルト駆動ローラーとして機能している。図2に示すように、本実施形態ではベルト駆動モーターM3を駆動させるためにドライバー11が設けられており、ドライバー11は、コントローラー10から与えられる指令パルスに応じた駆動信号をベルト駆動モーターM3に出力する。これにより、ベルト駆動ローラー32は指令パルスに対応する周速度で回転し、中間転写ベルト31の表面は一定の速度で方向D31に周回移動する。なお、同図中の符号E3はベルト駆動モーターM3に取り付けられたエンコーダーであり、ベルト駆動モーターM3の回転に対応する信号をドライバー11に与え、これを受け取ったドライバー11は上記信号に基づきベルト駆動モーターM3をフィードバック制御する。
The toner image that has passed through the
詳しくは後述するが、中間転写ベルト31を掛け渡されたローラー32ないし35のうち、モーターにより駆動されるのは上記したベルト駆動ローラー32のみであり、他のローラー33、34および35は駆動源を有しない従動ローラーである。
As will be described in detail later, among the
一次転写ユニットは一次転写バックアップローラー271を有しており、一次転写バックアップローラー271は中間転写ベルト31を挟んで感光体ドラム21と対向して配設されている。感光体ドラム21と中間転写ベルト31とが当接する一次転写位置TR1では、感光体ドラム21上のトナー像が中間転写ベルト31の外周面(一次転写位置TR1において下面)に転写される。こうして画像形成ステーション2Cにより形成されたシアン色のトナー像が中間転写ベルト31に転写される。同様に、他の画像形成ステーション2Y、2Mおよび2Kでもトナー像の転写が実行されることで、各色のトナー像が中間転写ベルト31上に順次重ね合わされ、フルカラーのトナー像が形成される。一方、モノクロトナー像が形成される際には、ブラック色に対応した画像形成ステーション2Kのみにおいて、中間転写ベルト31へのトナー像転写が行われる。
The primary transfer unit has a primary
こうして中間転写ベルト31に転写されたトナー像は二次転写位置TR2に搬送される。この二次転写位置TR2では、中間転写ベルト31を巻き掛けられたローラー34に対して二次転写ローラー4が中間転写ベルト31を挟んで対向配置されており、中間転写ベルト31表面と転写ローラー4表面とが互いに当接して転写ニップを形成している。すなわち、ローラー34は二次転写バックアップローラーとして機能している。
The toner image thus transferred to the
二次転写位置TR2においては、中間転写ベルト31上に形成された単色あるいは複数色のトナー像が、一対のゲートローラー51から搬送経路PTに沿って搬送される記録材RMに転写される。なお、この実施形態では、液体現像剤を用いてトナー像を形成する湿式現像方式でトナー像を形成しているので、良好な転写特性を得るために、転写ニップにおいては中間転写ベルト31に対し記録材RMが高い押圧力で押圧されることが望まれる。また、液体現像剤を介在させるため、記録材RMが中間転写ベルト31に貼り付きジャムとなる可能性が高い。そこで、この実施形態では、後で詳述するように把持部を有する二次転写ローラー4が用いられている。
At the secondary transfer position TR2, the single-color or multi-color toner images formed on the
トナー像が二次転写された記録材RMは、二次転写ローラー4から搬送経路PT上に設けられた搬送ローラー7により、図示を省略する定着ユニットへ送出される。定着ユニットでは、記録材RMに転写されたトナー像に熱や圧力などが加えられて記録材RMへのトナー像の定着が行われる。
The recording material RM on which the toner image has been secondarily transferred is sent from the
図3は二次転写ローラーの全体構成を示す斜視図である。図1および図3に示すように、二次転写ローラー4は、円筒の外周面の一部を切り欠いてなる凹部41が設けられたローラー基材42を有している。このローラー基材42では、回転軸A4中心に方向D4に回転自在の回転シャフト421が二次転写バックアップローラー34の回転軸と平行または略平行に配置されるとともに、当該回転シャフト421の両端部に側板422、422がそれぞれ取り付けられている。より詳しくは、これらの側板422、422はいずれも円盤形状の金属プレートに対して切り欠き部422aを設けた形状を有している。そして、図3に示すように切欠部422a、422aが互いに対向しながら中間転写ベルト31の幅よりも少し長い距離だけ離間して回転シャフト421に取り付けられている。こうして、全体的にはドラム形状を有するものの、その外周面の一部に回転シャフト421と平行または略平行に延びる凹部41を有する、ローラー基材42が形成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of the secondary transfer roller. As shown in FIGS. 1 and 3, the
また、ローラー基材42の外周面、つまり金属プレート表面のうち凹部41の内部に相当する領域を除く表面領域にゴムや樹脂などの弾性層43が形成されている。この弾性層43は駆動ローラー32に巻き掛けられた中間転写ベルト31と対向して転写ニップNPを形成する。
Further, an
また、凹部41の内部には、記録材RMを把持するための把持部44が配設されている。この把持部44は、凹部41の内底部からローラー基材42の外周面に立設されたグリッパ支持部材441と、グリッパ支持部材441の先端部に対して接離自在に支持されたグリッパ部材442とを有している。また、グリッパ部材442はグリッパ駆動部(図示省略)と接続されている。そして、コントローラー10からのアングリップ指令を受けてグリッパ駆動部が作動することでグリッパ部材442の先端部がグリッパ支持部材441の先端部から離間して記録材RMの把持準備や把持開放を行う。一方、コントローラー10からのグリップ指令を受けてグリッパ駆動部が作動することでグリッパ部材442の先端部がグリッパ支持部材441の先端部に移動して記録材RMを把持する。なお、把持部44の構成については、本実施形態に限定されるものではなく、例えば特許文献2などに記載されている公知の把持機構を採用することができる。
In addition, a
二次転写ローラー4の両端部では、各側板422の外側面に支持部材46が取り付けられており、ローラー基材42と一体的に回転可能となっている。また、支持部材46には凹部41に対応して平面領域が形成されている。そして、平面領域に転写ローラー側度当て部材47がそれぞれ取り付けられている。度当て部材47では、基台部位471が支持部材46に取り付けられるとともに、基台部位471から度当て部位472が平面領域461の法線方向に延設されており、度当て部位472の先端部は凹部41の開口側端部の近傍まで延びている。つまり、回転シャフト421の端部からローラー基材42を見ると、度当て部材47が凹部41を塞ぐように配置されている。したがって、二次転写ローラー4の回転によって凹部41が中間転写ベルト31と対向する位置に到達した場合には、度当て部材47が二次転写バックアップローラー34の端部表面に当接する。これにより、二次転写ローラー4を回転駆動するモーターから見た負荷トルクの変動を軽減することができる。
At both ends of the
なお、この実施形態では、ローラー基材42の回転方向D4に沿った凹部41の開口部長さ(開口幅)W41は約105mmである。二次転写ローラー4の外周面のうち凹部41を除く領域に形成された弾性層43が中間転写ベルト31に対向する位置にあるとき、弾性層43が中間転写ベルト31に押し付けられて転写ニップNPが形成される。ローラー基材42の回転方向D4に沿った転写ニップNPの長さ(転写ニップ幅)Wnpは11mm程度であり、
(凹部41の開口幅W41)>(転写ニップNPでの転写ニップ幅Wnp)
の関係を有している。したがって、二次転写ローラー4の凹部41が中間転写ベルト31と対向した状態では、一時的に転写ニップが消失することになる。
In this embodiment, the opening length (opening width) W41 of the
(Opening width W41 of the recess 41)> (transfer nip width Wnp at the transfer nip NP)
Have the relationship. Therefore, when the
また、ローラー基材42の回転方向D4に沿った弾性層43の長さは約495mmに設定されており、これは、この装置1において使用可能な記録材RMのうち最も大きなサイズのものを巻き付けることができるようにしたものである。すなわち、弾性層43の長さは、使用可能な記録材のうちローラー基材42の回転方向D4に沿った長さが最大であるものの長さよりも長くなるように定められている。
The length of the
二次転写ローラー4の回転シャフト421に対して転写ローラー駆動モーターM4が機械的に接続されている。また、本実施形態では、転写ローラー駆動モーターM4を駆動させるためにドライバー12が設けられている。ドライバー12は、コントローラー10から与えられる指令に応じてモーターM4を駆動して二次転写ローラー4を図1紙面において時計回りの方向D4、つまりベルト移動方向D31に対しウィズ方向に回転駆動する。二次転写バックアップローラー34は、それ自身は駆動源を有しない従動ローラーである。モーター駆動される二次転写ローラー4に対向する二次転写バックアップローラー34を従動ローラーとすることで、転写ニップNPにおける二次転写ローラー4と中間転写ベルト31との間、あるいは中間転写ベルト31と二次転写バックアップローラー34との間での滑りを防止することができる。
A transfer roller drive motor M4 is mechanically connected to the
本実施形態では、モーターM4としてACサーボーモーターを用いるとともに、当該ACサーボーモーターをドライバー12により位置制御したり、トルク制御したりすることができるように構成されている。すなわち、ドライバー12は位置制御回路およびトルク制御回路を有しており、位置制御およびトルク制御を選択的に実行可能となっている。このドライバー12に対し、コントローラー10は位置情報に関連する指令パルス、トルク情報に関連する指令トルクおよび制御切替信号を入力可能となっている。
In the present embodiment, an AC servo motor is used as the motor M4, and the position of the AC servo motor can be controlled by the
なお、図2中の符号E4は転写ローラー駆動モーターM4に取り付けられたエンコーダーであり、転写ローラー駆動モーターM4の回転に対応する信号をドライバー12に与え、これを受け取ったドライバー12は上記信号に基づき当該モーターM4をフィードバック制御する。また、センサー8は、二次転写ローラー4の回転シャフト421の一方端部に連結されたホームポジションマーク81(図1)を検出する光学式のセンサーである。つまり、センサー8は、二次転写ローラー4に伴って回転するホームポジションマーク81を検出して、コントローラー10にホームポジション信号を出力する。そして、コントローラー10は、このホームポジション信号を検出して、二次転写ローラー4のホームポジションや回転位相を把握することができる。
2 is an encoder attached to the transfer roller drive motor M4, and a signal corresponding to the rotation of the transfer roller drive motor M4 is given to the
中間転写ベルト31を掛け渡されたローラーのうち、転写ニップNPを挟む位置に設けられたローラー33、35は、その回転軸がそれぞれバネ331、351によって弾性的に支持されて中間転写ベルト31の張力を調整するテンションローラーである。より詳しくは、テンションローラー33の回転軸は、略水平方向に伸縮自在のバネ331(第2の弾性部材)によって弾性的に支持されており、これにより、テンションローラー33は、中間転写ベルト31を巻き掛けられた状態で略水平方向に所定量移動自在となっている。
Among the rollers around which the
また、テンションローラー35の回転軸は、駆動ローラー32の外周面と二次転写バックアップローラー34の外周面との双方に接する仮想的な平面に略直交する方向に伸縮自在のバネ351(第1の弾性部材)によって弾性的に支持されており、これにより、テンションローラー35は、中間転写ベルト31を巻き掛けられた状態で同方向に所定量移動自在となっている。そして、定常状態では、ベルト駆動ローラー32と二次転写バックアップローラー34との間に張架された中間転写ベルト31を外側に向けて押し広げるように、テンションローラー35はバネ351によって付勢されている。
In addition, the rotation axis of the
二次転写位置TR2においては、二次転写ローラー4の回転に伴って中間転写ベルト31と対向する二次転写ローラー4の表面が弾性層43から凹部41に切り替わるときや、これとは逆に凹部41から弾性層43に切り替わるときに、ベルト駆動ローラー32を駆動するベルト駆動モーターM3の負荷トルクが大きく変動する。弾性層43と中間転写ベルト31との間に高い押圧力が印加されている場合には特に変動が大きい。これに起因して中間転写ベルト31の速度変動や振動が生じ、ベルト31の張力が一時的に変化することが考えられる。
At the secondary transfer position TR2, when the surface of the
しかしながら、この実施形態では、中間転写ベルト31の張架方向に沿って二次転写位置TR2を挟むように設けられた1対のテンションローラー33、35がその回転軸を移動させることによって張力の変動を打ち消すように作用する。このため、二次転写位置TR2における中間転写ベルト31の速度変動や振動が各画像形成ステーション2Y、2M、2Cおよび2Kに対応する一次転写位置TR1に及ぶのが防止される。一次転写位置TR1における中間転写ベルト31の速度変動や振動は、画像形成ステーションから転写されるトナー像を乱し画像品質を低下させてしまうが、この実施形態ではこのような像形成への影響が未然に防止されている。
However, in this embodiment, the pair of
テンションローラー33、35はいずれも、中間転写ベルト31の内側、つまり中間転写ベルト31の像担持面である表面とは反対側の裏面側から中間転写ベルト31に当接している。その理由は以下の通りである。まず、像担持面の反対側に当接することにより、テンションローラー33、35が中間転写ベルト31に担持されるトナー像を乱したり、逆に中間転写ベルト31に残留付着するトナー等によって汚されたりすることがない。また、テンションローラーによる張力の調整効果を大きくするためには中間転写ベルト31の巻き掛け角を大きく取ることが有効であるが、テンションローラーを像担持面に当接させ、しかも巻き掛け角を大きくしようとすると、中間転写ベルト31の表面に負の大きな曲率を持たせる必要があり、トナー像への影響が懸念され、構造的にも問題がある。これらの理由から、テンションローラー33、35は中間転写ベルト31の裏面に当接するようにしている。
Both of the
また、この実施形態では、ベルト移動方向D31においてテンションローラー33の下流からベルト駆動ローラー32の上流までの間で中間転写ベルト31の表面が略水平姿勢となるように、ベルト駆動ローラー32およびテンションローラー33を配置している。そして、各画像形成ステーションについての一次転写位置TR1が、いずれも中間転写ベルト31表面(より詳しくはトナー像が転写される下面)により形成される同一平面上に配置されるようにしている。さらに、テンションローラー33の回転軸の移動方向についても略水平方向となるようにしている。このため、速度変動や振動を吸収するためにテンションローラー33が動いたとしても中間転写ベルト31表面の水平は保たれており、像形成への影響を最小限に抑えることができる。なお、画像形成ステーションの近傍で中間転写ベルト31表面が水平であることは必須でないが、少なくとも、ベルト31表面の移動方向とテンションローラー33の移動方向とが同一または略同一であることが望ましい。
In this embodiment, the
なお、テンションローラー35については、一次転写位置TR1との間にベルト駆動ローラー32が介在していることからその移動方向については像形成上の制約を受けない。そこで、駆動ローラー32の外周面と二次転写バックアップローラー34の外周面との双方に接する仮想的な平面に略直交する方向に移動するようにして、中間転写ベルト31の速度変動や振動を最も効果的に低減することができるようにしている。
As for the
また、テンションローラー33との間に中間転写ベルト31を挟むようにして、中間転写ベルト31に当接するキャリア塗布ローラー381が設けられている。さらに、キャリア塗布ローラー381の鉛直上方には、液体キャリアをキャリア塗布ローラー381に供給する液体キャリア貯留部382が配置されている。そして、キャリア塗布ローラー381は、液体キャリア貯留部382から供給された液体キャリアを、中間転写ベルト31に塗布する。なお、キャリア塗布ローラー381および液体キャリア貯留部382は、テンションローラー33と一体的に移動自在に支持されている。
In addition, a carrier application roller 381 that contacts the
また、テンションローラー33に巻き掛けられた中間転写ベルト31の近傍には、中間転写ベルト31表面に対して離当接自在に構成されたクリーナーユニット39が設けられている。クリーナーユニット39は中間転写ベルト31表面に残留するトナーを掻き落とすことで、中間転写ベルト31をクリーニングする。このクリーナーユニット39は、バネ331によって支持されたテンションローラー33の回転軸と一体的に支持されており、テンションローラー33の変位にしたがって変位する。このため、クリーナーユニット39と中間転写ベルト31との相対位置は変動しない。
In addition, a
図4はテンションローラーの配置をより詳しく説明するための図である。この実施形態では、中間転写ベルト31の移動方向D31における上流側のテンションローラー35から二次転写位置TR2を経由して下流側のテンションローラー33に至る経路の外に、ベルト駆動ローラー32を設けている。これにより、転写ローラー駆動モーターM4から二次転写ローラー4を介して中間転写ベルト31に与えられる駆動力と、ベルト駆動モーターM3からベルト駆動ローラー32を介して中間転写ベルト31に与えられる駆動力とをテンションローラーにより分離して、両者の相互干渉を防止することができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the arrangement of the tension roller in more detail. In this embodiment, a
ここで、中間転写ベルト31の移動方向D31に沿って、二次転写位置TR2から、画像形成ステーションのうち中間転写ベルト31の移動方向D31において最も下流側にある画像形成ステーション2Kに対応する一次転写位置TR1kまでの中間転写ベルト31の周長を符号L1により表す。また、二次転写位置TR2から、画像形成ステーションのうち中間転写ベルト31の移動方向D31において最も上流側にある画像形成ステーション2Yに対応する一次転写位置TR1yまでの中間転写ベルト31の周長を符号L2により表す。このとき、
L1<L2 … (式1)
の関係が成立するように、各ローラー32ないし35の配置を定める。
Here, along the moving direction D31 of the
L1 <L2 (Formula 1)
The arrangement of the
このような配置によれば次のような作用効果が得られる。まず、二次転写位置TR2と一次転写位置TR1kとの間には、二次転写位置TR2で生じる中間転写ベルト31の速度変動や振動を吸収することができる要素として、テンションローラー35とベルト駆動ローラー32とが設けられている。このうち、テンションローラー35はその位置を変化させることで変動を吸収する。また、ベルト駆動ローラー32は、ベルト駆動モーターM3の駆動トルクによって変動を押さえ込む。このように、二次転写位置TR2から一次転写位置TR1kへの変動の伝播はテンションローラー35とベルト駆動ローラー32との2段階で阻止されているので、この部分の中間転写ベルト31の周長L1が短くても、一次転写位置TR1kへの影響はほぼ確実に抑えられる。
According to such an arrangement, the following operational effects can be obtained. First, between the secondary transfer position TR2 and the primary transfer position TR1k, as an element capable of absorbing the speed fluctuation and vibration of the
一方、二次転写位置TR2と一次転写位置TR1yとの間には、テンションローラー33が介在するのみである。そこで、この部分における中間転写ベルト31の周長L2を長くすることで、ベルト自体が有する塑性や弾性によって、二次転写位置TR2から一次転写位置TR1yへの変動の伝播をより低減させることが可能となる。
On the other hand, only the
また、このような構成では、画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kが一次転写位置TR1で中間転写ベルト31表面に形成した画像を、二次転写位置TR2の転写ニップNPで記録材RMに重ね合わせる。したがって、転写ニップNPを記録材RMが通過するタイミングに合わせて、画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kから転写ニップNPまで画像を搬送することが求められる。したがって、画像形成ステーション2Y、2M、2C、2Kから転写ニップNPまでの距離(例えば、距離L1)を安定させることが重要となり、換言すれば、テンションローラー35の変位をできるだけ小さく抑えることが好適となる。そこで、この実施形態では、テンションローラー33、35にテンション力を付与する各機構が次のように構成されている。
In such a configuration, the image formed on the surface of the
図5はテンションローラーとこれに力を付与するバネの作用を説明するための図である。テンションローラー35が中間転写ベルト31に与える力は、
F1=k1・x1 … (式2)
により表される。ここで、k1はバネ351のバネ定数である。また、x1は、中間転写ベルト31が巻き掛けられておらず当該中間転写ローラー31からの力が作用していない状態(フリーな状態)でのテンションローラー35の位置(図5の破線)から、中間転写ベルト31が巻き掛けられた状態でのテンションローラー35の位置(図5の実線)までのテンションローラー35の変位量を、バネ351の変形によってテンションローラー35に作用する力F1の方向に求めたもの(テンションローラーの変位量)である。すなわち、変位量x1は、本発明における「第1の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第1の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第1の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第1の張架ローラーに作用する力の方向の変位量Δl1」に相当する。ここで、テンションローラー35への中間転写ベルト31の巻き掛け角をθ1とすると、上記力F1と、中間転写ベルト31の表面に沿って巻き掛け位置の上流側および下流側にそれぞれ作用する張力T1の合力とがつり合うので、図5に示す関係から、次式、
2T1・sin(θ1)=F1 … (式3)
が成立する。したがって、(式2)、(式3)より、次式、
T1=(1/2)・k1・x1/{sin(θ1/2)} … (式4)
が導かれる。換言すれば、バネ351は、テンションローラー35の変位量x1(=Δl1)に、次式で表される比例係数K1
K1=k1/{2・sin(θ1/2)} … (式5)
を乗じた張力T1を中間転写ベルト31に付与する。
FIG. 5 is a view for explaining the action of the tension roller and the spring for applying a force to the tension roller. The force applied to the
F1 = k1 · x1 (Formula 2)
It is represented by Here, k1 is a spring constant of the
2T1 · sin (θ1) = F1 (Formula 3)
Is established. Therefore, from (Expression 2) and (Expression 3),
T1 = (1/2) .k1.x1 / {sin (.theta.1 / 2)} (Formula 4)
Is guided. In other words, the
K1 = k1 / {2 · sin (θ1 / 2)} (Formula 5)
Is applied to the
同様に、テンションローラー33を支持するバネ331のバネ定数をk2、テンションローラー33の変位量をx2(=Δl2)、テンションローラー33への中間転写ベルト31の巻き掛け角をθ2とすると、テンションローラー33の変位による中間転写ベルト31の張力T2は、次式、
T2=(1/2)・k2・x2/{sin(θ2/2)} … (式6)
により表される。換言すれば、バネ331は、テンションローラー33の変位量x2(=Δl2)に、次式で表される比例係数K2
K2=k2/{2・sin(θ2/2)} … (式7)
を乗じた張力T2を中間転写ベルト31に付与する。
Similarly, when the spring constant of the
It is represented by In other words, the
K2 = k2 / {2 · sin (θ2 / 2)} (Expression 7)
Is applied to the
2つのテンションローラーによる中間転写ベルト31の張力の変化が互いに打ち消し合うための条件はT1=T2である。さらに、テンションローラー35の変位は、二次転写位置TR2での二次転写に大きく影響するため、その影響を小さくするには、テンションローラー35の変位x1が、テンションローラー33の変位x2より小さいことが望ましい。そこで、この実施形態では、次式、
k1/sin(θ1/2)>k2/sin(θ2/2) … (式8)
の関係が満足されている。
The condition for the change in tension of the
k1 / sin (θ1 / 2)> k2 / sin (θ2 / 2) (Equation 8)
The relationship is satisfied.
これらの代表的な数値例を示すと、
θ1:42.7度、
θ2:168.9度、
k1:1.0N/mm、
k2:1.0N/mm、
である。このとき、
k1/sin(θ1/2)≒2.7N/mm、
k2/sin(θ2/2)≒1.0N/mm、
であり、(式8)の関係が満たされる。
When these representative numerical examples are shown,
θ1: 42.7 degrees,
θ2: 168.9 degrees
k1: 1.0 N / mm,
k2: 1.0 N / mm,
It is. At this time,
k1 / sin (θ1 / 2) ≈2.7 N / mm,
k2 / sin (θ2 / 2) ≈1.0 N / mm,
And the relationship of (Equation 8) is satisfied.
次に、上記のように構成された画像形成装置1の動作について図6を参照しつつ説明する。図6は図1の画像形成装置の動作例を示すタイミングチャートである。センサー8は、二次転写ローラー4のホームポジションを検出すると、ホームポジション検出信号をコントローラー10に出力する。そして、コントローラー10は、ホームポジション検出信号から時間Taが経った時点で、イエロー(Y)の露光ユニット23に感光体ドラム21の露光を開始させる。この露光によって形成された潜像はイエロー(Y)の現像ユニット24により現像されて、イエロー(Y)の画像が形成される。そして、このイエロー(Y)の画像は、一次転写位置TR1で中間転写ベルト31に一次転写されて、二次転写位置TR2に向けて搬送される。
Next, the operation of the image forming apparatus 1 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a timing chart showing an operation example of the image forming apparatus of FIG. When the
また、コントローラー10は、ホームポジション検出信号から時間Tb(>Ta)が経った時点で、マゼンタ(M)の露光ユニット23に感光体ドラム21の露光を開始させる。この露光によって形成された潜像はマゼンタ(M)の現像ユニット24により現像されて、マゼンタ(M)の画像が形成される。そして、このマゼンタ(M)の画像は、一次転写位置TR1で中間転写ベルト31に一次転写される。しかも、この一次転写は、中間転写ベルト31の移動に伴って一次転写位置TR1を通過するイエロー(Y)の画像に、マゼンタ(M)の画像を重ね合わせるようにして実行される。こうして互いに重ね合わされたイエロー(Y)およびマゼンタ(M)の画像は、二次転写位置TR2に向けて搬送される。
Further, the
さらに、コントローラー10の制御によって、シアン(C)およびブラック(K)についても同様の動作が実行されて、4色(Y)、(M)、(C)、(K)の画像を互いに重ね合わせたカラー画像が中間転写ベルト31の表面に形成されて、二次転写位置TR2へ搬送される。また、コントローラー10は、ホームポジション検出信号から時間Teが経った時点で、ゲートローラー51の駆動を開始して、記録材RMの二次転写位置TR2への搬送を開始する。そして、記録材RMの搬送開始から時刻ΔTeが経った時点から、記録材RMが二次転写位置TR2を通過し始める。また、記録材RMの先端が二次転写位置TR2に到着するのと同時に、中間転写ベルト31表面のカラー画像の先端も二次転写位置TR2に到着する。そして、記録材RMとカラー画像が二次転写位置TR2を通過し始めたタイミングで、二次転写位置TR2に二次転写バイアスが印加される。こうして、記録材RMにカラー画像が重ね合わされる。
Further, under the control of the
このように、この実施形態では、各色(Y)、(M)、(C)、(K)の露光ユニット23による露光の開始タイミング、ゲートローラー51による記録材RMの搬送開始タイミング、および二次転写バイアスの印加開始のタイミングが、二次転写ローラー4のホームポジションに基づいて制御される。
Thus, in this embodiment, the exposure start timing by the
以上のように、この実施形態では、中間転写ベルト31と二次転写ローラー4とが当接して転写ニップNPが形成される。そして、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cによって中間転写ベルト31に形成されたカラー画像は、駆動ローラー32の巻き掛け位置を経由して、転写ニップNPにまで搬送される。また、駆動ローラー32から転写ニップNPまでの間では、テンションローラー35が中間転写ベルト31に当接するとともに、このテンションローラー35と転写ニップNPを挟む位置でテンションローラー33が中間転写ベルト31に当接する。そして、これらテンションローラー33、35それぞれを介して中間転写ベルト31に張力T1、T2を付与するバネ331、351が設けられている。具体的には、バネ351は、テンションローラー35の変位に対して比例係数K1を乗じた張力T1を中間転写ベルト31に付与し、バネ331は、テンションローラー33の変位に対して比例係数K2を乗じた張力T2を中間転写ベルト31に付与する。こうして中間転写ベルト31に張力T1、T2を付与することによって、中間転写ベルト31の撓みを取って、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離(中間転写ベルト31の長さ)の安定化が図られている。
As described above, in this embodiment, the
ただし、二次転写ローラー4は周面に凹部41を有しているため、この凹部41が中間転写ベルト31に対向しているときと、それ以外のときとで、中間転写ベルト31に加わる押圧力が変動する。そのため、中間転写ベルト31からテンションローラー35に作用する力が変動して、テンションローラー35が大きく変位し、その結果、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離が大きく変動するおそれがあった(図7)。
However, since the
ここで、図7は、テンションローラーの変位量と、画像形成ステーションから転写ニップまでの中間転写ベルトの長さの変動量との関係をグラフで示した図である。同図では、テンションローラー35の変位量が横軸に取られ、画像形成ステーションから転写ニップNPまでの中間転写ベルト31の長さの誤差が縦軸に取られている。また、バネ351のバネ定数k1が0.5(N/mm)、1.0(N/mm)、1.5(N/mm)それぞれの場合についてグラフが示されている。同図から、テンションローラー35が変位することで、画像形成ステーションから転写ニップNPまでの距離(中間転写ベルト31までの長さ)が変動することが判る。
Here, FIG. 7 is a graph showing the relationship between the displacement amount of the tension roller and the variation amount of the length of the intermediate transfer belt from the image forming station to the transfer nip. In the drawing, the displacement amount of the
つまり、テンションローラー33、35で中間転写ベルト31に張力T1、T2を付与することで、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離の安定化を図ったにも拘わらず、周面に凹部41を有した転写ローラー4を用いたことによって、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離が結果的に安定しないおそれがあった。
In other words, the
これに対して、この実施形態では、テンションローラー35の変位量x1(=Δl1)に対する比例係数K1よりもテンションローラー33の変位量x2(=Δl2)に対する比例係数K2を小さく設定している。この理由について説明すると次のとおりである。二次転写ローラー4が中間転写ベルト31に与える押圧力が変動した場合には、テンションローラー35およびテンションローラー33それぞれが変位して、中間転写ベルト31に付与する張力を維持する。このとき、テンションローラー35の変位に対する比例係数K1よりもテンションローラー33の変位に対する比例係数K2を小さく設定しておけば、二次転写ローラー4の押圧力の変動に対して、テンションローラー33は大きく変位するのに対して、テンションローラー35の変位は小さく抑えられる。こうして、この実施形態では、二次転写ローラー4の押圧力の変動に拘わらず、テンションローラー35の変位を小さく抑えて、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離(中間転写ベルト31の長さ)を安定化させることが可能となっている。
In contrast, in this embodiment, the proportional coefficient K2 for the displacement amount x2 (= Δl2) of the
また、上記実施形態では、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cが中間転写ベルト31に画像を形成(一次転写)するタイミングを、二次転写ローラー4の回転に応じて制御している。より具体的には、コントローラー10が、二次転写ローラー4の回転に応じて露光ユニット23による露光の開始を調整し、これによって、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cが中間転写ベルト31に画像を形成するタイミングを制御している。このような構成では、露光ユニット23による露光の開始を調整するだけで、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cが中間転写ベルト31に画像を形成するタイミングを簡便に制御することができ、制御構成の簡素化を計ることができる。
In the above embodiment, the timing at which the
また、上記実施形態では、トナーと液体キャリアを有する液体現像剤によって潜像を現像して得られるトナー像を、中間転写ベルト31に形成し、二次転写ローラー4周面の凹部41に配された把持部44に把持された記録材RMに、中間転写ベルト31の画像が転写される。このような構成では、液体キャリアによって記録材RMが中間転写ベルト31に貼り付くことが防止されるという利点を有する反面、二次転写ローラー4の回転に伴なって中間転写ベルト31の押圧力が変動して、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離が結果的に安定しないおそれがある。そこで、このような構成に対しては、本発明を適用して、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離の安定化を図ることが、極めて好適となる。
In the above embodiment, a toner image obtained by developing a latent image with a liquid developer having toner and a liquid carrier is formed on the
また、上記実施形態のように、複数の画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cそれぞれが形成した画像を、中間転写ベルト31で重ね合わせる構成に対しては、本発明を適用することが特に好適となる。つまり、このような構成では、レジストずれを抑制しつつ、異なる色の像を互いに重ね合わせることが求められる。そして、そのためには、中間転写ベルト31の移動方向D31に転写ニップNPから画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cまでの区間のベルトテンションを一定に保ことが好適となる(図8)。
Further, the present invention is particularly suitable for the configuration in which the images formed by the plurality of
ここで、図8は、中間転写ベルトのテンションの変動量とレジストずれの関係を示す図である。同図では、中間転写ベルト31の移動方向D31に転写ニップNPから画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cまでの区間における中間転写ベルト31のテンションの変動量(縦軸)に対するレジストずれ(横軸)の関係がグラフで示されている。このグラフから、中間転写ベルト31のテンションの変動量が大きいと、レジストずれも大きくなることが判る。
Here, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the amount of change in tension of the intermediate transfer belt and the registration deviation. In this figure, the registration shift (horizontal axis) with respect to the tension variation (vertical axis) of the
これに対して、この実施形態では、該当区間の中間転写ベルト31に対しては、テンションローラー33が当接するとともに、このテンションローラー33の変位量x2(=Δl2)に比較的小さい比例係数K2を乗じた張力T2が付与される。したがって、該当区間のベルトテンションは略一定に保たれることとなり、その結果、レジストずれが抑制された良好なカラー画像を形成することができる(図9)。
In contrast, in this embodiment, the
ここで、図9は、テンションローラー33を支持するバネ331のバネ定数とレジストずれの関係を示す図である。同図では、横軸にテンションローラー33の変位量が取られ、縦軸にレジストずれが取られている。また、バネ331のバネ定数k2が0.5(N/mm)、1.0(N/mm)、1.5(N/mm)それぞれの場合についてグラフが示されている。同図から、テンションローラー33の変位量が同じであっても、バネ定数k2の値が小さいほど、レジストずれが抑制されていることが判る。
Here, FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the spring constant of the
ところで、中間転写ベルト31そのものが伸縮して、その結果、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cが画像を形成(転写)する一次転写位置TR1において、中間転写ベルト31の速度が変動する場合がある。そして、この速度変動は、中間転写ベルト31に画像を適切に形成できない原因となりうる。これに対して、上記実施形態では、ベルトの移動方向D31に二次転写位置TR2から一次転写位置TR1までの間には、中間転写ベルト31に液体キャリアを付与するキャリア塗布ローラー381が設けられている。これによって、中間転写ベルト31が伸縮した場合であっても、キャリア塗布ローラー381で塗布された液体キャリアの粘性抵抗によって、中間転写ベルト31の伸縮の影響を緩和して、中間転写ベルト31の速度変動を抑制することができる。その結果、中間転写ベルト31に画像を適切に形成(転写)することが可能となっている。
Incidentally, the
第2実施形態
図10は本発明にかかる画像形成装置の第2実施形態を示す図である。第1実施形態と第2実施形態との違いは、テンションローラー33、35の配置と、これらのローラー33、35に力を付与する機構にあるため、以下では、この差異点について主に説明し、共通点については相当符号を付して説明を省略する。
Second Embodiment FIG. 10 is a diagram showing a second embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The difference between the first embodiment and the second embodiment resides in the arrangement of the
第1実施形態においてテンションローラー33が配置されていた位置には、テンションローラー33は配置されておらず、その代わりに従動ローラー36が配置されている。そして、テンションローラー33は、このローラー36と二次転写位置TR2の間に配置されて、中間転写ベルト31に当接している。また、テンションローラー33に力を付与する機構は、バネ331の他にレバー332を具備している。このレバー332は、その一端と他端の間にある回動中心C33に対して回動自在に構成されている。そして、レバー332の一端にテンションローラー33が回転自在に支持されるとともに、レバー332の他端がバネ331により支持されている。したがって、バネ331が発生する力は、レバー332の回動中心C33を支点としてテンションローラー33に作用する。
The
テンションローラー35の配置は第1実施形態と同様であるが、このローラー35に力を付与する機構が第1実施形態と異なる。つまり、この機構は、バネ351の他にレバー352を具備している。このレバー352は、その一端と他端の間にある回動中心C35に対して回動自在に構成されている。そして、レバー352の一端にテンションローラー35が回転自在に支持されるとともに、レバー352の他端がバネ351により支持されている。したがって、バネ351が発生する力は、レバー352の回動中心C35を支点としてテンションローラー35に作用する。
The arrangement of the
そして、テンションローラー33、35に力を付与する機構のそれぞれは、テンションローラー33、35を介して中間転写ベルト31に張力を付与する。これについて、図11を用いて詳述する。図11はテンションローラーとこれに力を付与する機構の作用を説明するための図である。ここで、
T1:中間転写ベルト31の張力
k3:バネ351のバネ定数
x1:中間転写ベルト31が巻き掛けられておらず当該中間転写ローラー31からの力が作用していない状態(フリーな状態)でのテンションローラー35の位置(図11の破線)から、中間転写ベルト31が巻き掛けられた状態でのテンションローラー35の位置(図11の実線)までのテンションローラー35の変位量を、バネ351の変形によってテンションローラー35に作用する力の方向に求めたもの(テンションローラーの変位量)、換言すれば、本発明における「第1の張架ローラーに像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の第1の張架ローラーの位置から、像担持体ベルトから張力が掛けられた時に第1の張架ローラーが移動した位置までの像担持体ベルトから掛けられた張力により第1の張架ローラーに作用する力の方向の変位量Δl1」
θ1:テンションローラー35への中間転写ベルト31の巻き掛け角
とする。さらに、レバー352の回動中心C35からレバー352の一端がテンションローラー35にかける力の(仮想)作用線に下ろした(仮想)垂線の長さをLa1、レバー352の回動中心C35からバネ351の力の(仮想)作用線に下ろした(仮想)垂線の長さをLb1としたとき、張力T1は、次式
T1=(1/2)・(Lb1/La1)2・k3・x1/sin(θ1/2) … (式9)
で表される。換言すれば、バネ351およびレバー352は、テンションローラー35の変位量x1(=Δl1)に、次式で表される比例係数K1
K1=(Lb1/La1)2・k3/{2・sin(θ1/2)} … (式10)
を乗じた張力T1を中間転写ベルト31に付与する。
Each of the mechanisms that applies force to the
T1: tension of the
θ1: The winding angle of the
It is represented by In other words, the
K1 = (Lb1 / La1) 2 · k3 / {2 · sin (θ1 / 2)} (Equation 10)
Is applied to the
同様に、バネ331のバネ定数をk4、テンションローラー33への中間転写ベルト31の巻き掛け角をθ2、レバー332の回動中心C33からレバー332の一端がテンションローラー33にかける力の(仮想)作用線に下ろした(仮想)垂線の長さをLa2、レバー332の回動中心C33からバネ331の力の(仮想)作用線に下ろした(仮想)垂線の長さをLb2としたとき、張力T2は、次式
T2=(1/2)・(Lb2/La2)2・k4・x2/sin(θ2/2) … (式11)
で表される。換言すれば、バネ331およびレバー332は、テンションローラー33の変位量x2(=Δl2)に、次式で表される比例係数K2
K2=(Lb2/La2)2・k4/{2・sin(θ2/2)} … (式12)
を乗じた張力T2を中間転写ベルト31に付与する。
Similarly, the spring constant of the
It is represented by In other words, the
K2 = (Lb2 / La2) 2 · k4 / {2 · sin (θ2 / 2)} (Equation 12)
Is applied to the
2つのテンションローラーによる中間転写ベルト31の張力の変化が互いに打ち消し合うための条件はT1=T2である。さらに、テンションローラー35の変位は、二次転写位置TR2での二次転写に大きく影響するため、その影響を小さくするには、テンションローラー35の変位x1が、テンションローラー33の変位x2より小さいことが望ましい。そこで、この実施形態では、次式、
(Lb1/La1)2・k3/sin(θ1/2)>(Lb2/La2)2・k4/sin(θ2/2) … (式13)
の関係が満足されている。
The condition for the change in tension of the
(Lb1 / La1) 2 · k3 / sin (θ1 / 2)> (Lb2 / La2) 2 · k4 / sin (θ2 / 2) (Equation 13)
The relationship is satisfied.
これらの代表的な数値例を示すと、
θ1:39.7度、
θ2:21.6度、
k3:1.0N/mm、
k4:0.5N/mm、
La1=25mm
La2=30mm
Lb1=30mm
Lb2=30mm
である。このとき、
(Lb1/La1)2・k3/sin(θ1/2)≒4.2N/mm、
(Lb2/La2)2・k4/sin(θ2/2)≒2.7N/mm、
であり、(式13)の関係が満たされる。
When these representative numerical examples are shown,
θ1: 39.7 degrees
θ2: 21.6 degrees
k3: 1.0 N / mm,
k4: 0.5 N / mm,
La1 = 25mm
La2 = 30mm
Lb1 = 30mm
Lb2 = 30mm
It is. At this time,
(Lb1 / La1) 2 · k3 / sin (θ1 / 2) ≈4.2 N / mm,
(Lb2 / La2) 2 · k4 / sin (θ2 / 2) ≈2.7 N / mm,
And the relationship of (Equation 13) is satisfied.
以上のように、第2実施形態においても、テンションローラー35の変位量x1(=Δl1)に対する比例係数K1よりもテンションローラー33の変位量x2(=Δl2)に対する比例係数K2を小さく設定している。したがって、二次転写ローラー4の押圧力の変動に対して、テンションローラー33は大きく変位するのに対して、テンションローラー35の変位は小さく抑えられる。こうして、二次転写ローラー4の押圧力の変動に拘わらず、テンションローラー35の変位を小さく抑えて、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離を安定化させることが可能となっている。
As described above, also in the second embodiment, the proportionality coefficient K2 for the displacement amount x2 (= Δl2) of the
また、この実施形態のように、レバーによって、テンションローラー33、35に力を付与する構成は、次のような利点を有する。つまり、テンションローラー33、35が変位するのに伴って、テンションローラー33、35が中間転写ベルト31に対してスライドすることがある。このとき、テンションローラー33、35と中間転写ベルト31の間のスライド抵抗が大きいために、外力に対するテンションローラー33、35の応答性が悪化して、テンションローラー33、35の変位が安定せず、その結果、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離が若干不安定になることが考えられる。これに対して、上記のようなレバー構造では、テンションローラー33、35が中間転写ベルト31に対してスライドする際に発生する、テンションローラー33、35と中間転写ベルト31の間のスライド抵抗を小さく抑えることができる。その結果、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cから転写ニップNPまでの距離をより安定化させることが可能となる。
Moreover, the structure which gives force to the
その他
以上説明したように、これらの実施形態では、中間転写ベルト31が本発明の「像担持体ベルト」に相当し、画像形成ステーション2Y、2M、2K、2Cが本発明の「作像部」に相当し、ベルト駆動ローラー32が本発明の「駆動ローラー」に相当し、バックアップローラー34が本発明の「ローラー」に相当し、テンションローラー35が本発明の「第1の張架ローラー」に相当し、テンションローラー33が本発明の「第2の張架ローラー」に相当し、二次転写ローラー4が本発明の「転写ローラー」に相当し、コントローラー10が本発明の「制御部」に相当している。また、第1実施形態では、バネ351が本発明の「第1の張力付与部」に相当し、バネ331が本発明の「第2の張力付与部」に相当している。また、第2実施形態では、バネ351およびレバー352が協働して本発明の「第1の張力付与部」として機能し、バネ331およびレバー332が協働して本発明の「第2の張力付与部」として機能している。
Others As described above, in these embodiments, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば上記各実施形態では、中間転写ベルト31の張架方向に沿って4個の画像形成ステーションを一列に並べているが、画像形成ステーションの数や配置はこれに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, four image forming stations are arranged in a line along the stretching direction of the
また、上記各実施形態では、液体キャリア中にトナーを分散させた現像剤を用いる、いわゆる液体現像方式の画像形成装置であるが、本発明の適用対象は当該方式のものに限定されない。すなわち、現像方式に関わらず、図1に例示したように、円筒周面の一部が切り欠かれた表面形状を有する転写ローラーを中間転写ベルトに当接させる構造を有する画像形成装置全般に対して、本発明を適用することが可能である。 In each of the above-described embodiments, the image forming apparatus is a so-called liquid development type that uses a developer in which toner is dispersed in a liquid carrier. However, the application target of the present invention is not limited to that type. That is, regardless of the development method, as illustrated in FIG. 1, for an image forming apparatus in general having a structure in which a transfer roller having a surface shape in which a part of a cylindrical peripheral surface is notched is brought into contact with an intermediate transfer belt. Thus, the present invention can be applied.
さらに、把持機構を有しない転写ローラーを備えた装置にも本発明を適用可能である。例えばシート状の弾性体を転写ローラー表面に巻き付けることによって弾性表面層を構成している装置では、シートの端部を固定するために転写ローラー外周面に切り欠き部を設ける必要があるが、このような構成を有し把持機構を有していない装置にも本発明を適用することが可能である。 Furthermore, the present invention can also be applied to an apparatus including a transfer roller that does not have a gripping mechanism. For example, in an apparatus in which an elastic surface layer is formed by winding a sheet-like elastic body around the transfer roller surface, it is necessary to provide a notch on the outer peripheral surface of the transfer roller in order to fix the end of the sheet. The present invention can also be applied to an apparatus having such a configuration and having no gripping mechanism.
10…コントローラー、 2Y,2M,2C,2K…画像形成ステーション、 31…中間転写ベルト、 32…ベルト駆動ローラー、 34…二次転写バックアップローラー、 35…テンションローラー、 351…バネ、 33,37…テンションローラー、 331,371…バネ、 4…二次転写ローラー、 41…凹部、 43…弾性層、 44…把持部、 M3…ベルト駆動モーター、 M4…転写ローラー駆動モーター、 TR1…一次転写位置、 TR2…二次転写位置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体を移動させる駆動ローラーと、
前記駆動ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体ベルトに張力T1を付与する第1の張架ローラーと、
比例係数K1を有し、前記第1の張架ローラーにより前記像担持体ベルトに付与する前記張力T1を発生させる第1の張力付与部と、
前記第1の張架ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるローラーと、
前記ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体ベルトに張力T2を付与する第2の張架ローラーと、
前記第1の比例定数K1よりも小さい比例係数K2を有し、前記第2の張架ローラーにより前記像担持体ベルトに付与する前記張力T2を発生させる第2の張力付与部と、
周面に凹部を有するとともに前記像担持体ベルトを介して前記ローラーと当接する転写ローラーと、
を備えることを特徴とする転写装置。
ここで、K1、K2は、
K1=T1/Δl1
Δl1:前記第1の張架ローラーに前記像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の前記第1の張架ローラーの位置から、前記像担持体ベルトから張力が掛けられた時に前記第1の張架ローラーが移動した位置までの前記像担持体ベルトから掛けられた張力により第1の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T1:前記第1の張架ローラーが前記Δl1移動した時に、前記第1の張架ローラーが前記像担持体ベルトに付与する張力
K2=T2/Δl2
Δl2:前記第2の張架ローラーに前記像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の前記第2の張架ローラーの位置から、前記像担持体ベルトから張力が掛けられた時に前記第2の張架ローラーが移動した位置までの前記像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T2:前記第2の張架ローラーが前記Δl2移動した時に、前記第2の張架ローラーが前記像担持体ベルトに付与する張力
である。 An image carrier belt carrying an image;
A driving roller for wrapping the image carrier belt and moving the image carrier;
A first stretching roller for winding the image carrier belt wound around the drive roller and applying a tension T1 to the image carrier belt;
A first tension applying unit having a proportional coefficient K1 and generating the tension T1 applied to the image carrier belt by the first tension roller;
A roller for winding the image carrier belt wound around the first tension roller;
A second stretching roller for winding the image carrier belt wound around the roller and applying a tension T2 to the image carrier belt;
A second tension applying unit having a proportional coefficient K2 smaller than the first proportional constant K1, and generating the tension T2 applied to the image carrier belt by the second tension roller;
A transfer roller having a concave portion on its peripheral surface and contacting the roller via the image carrier belt;
A transfer apparatus comprising:
Here, K1 and K2 are
K1 = T1 / Δl1
Δl1: When the tension is applied from the image carrier belt from the position of the first tension roller when no tension is applied to the first tension roller from the image carrier belt, Displacement in the direction of the force acting on the first tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the position where the tension roller has moved T1: the first tension roller has moved Δl1 Sometimes the tension applied by the first tension roller to the image carrier belt K2 = T2 / Δl2
Δl2: From the position of the second tension roller when no tension is applied to the second tension roller from the image carrier belt, the second tension roller when the tension is applied from the image carrier belt. The amount of displacement in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the position where the tension roller has moved T2: the second tension roller has moved Δl2 Sometimes the tension applied by the second tensioning roller to the image carrier belt.
前記作像部で形成された前記像が転写される像担持体ベルトと、
前記像が転写された前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体を移動させる駆動ローラーと、
前記駆動ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体ベルトに張力T1を付与する第1の張架ローラーと、
比例係数K1を有し、前記第1の張架ローラーにより前記像担持体ベルトに付与する前記張力T1を発生させる第1の張力付与部と、
前記第1の張架ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるローラーと、
前記ローラーに巻き掛けられた前記像担持体ベルトを巻き掛けるとともに、前記像担持体ベルトに張力T2を付与する第2の張架ローラーと、
前記第1の比例定数K1よりも小さい比例係数K2を有し、前記第2の張架ローラーにより前記像担持体ベルトに付与する前記張力T2を発生させる第2の張力付与部と、
周面に凹部を有するとともに前記像担持体ベルトを介して前記ローラーと当接する転写ローラーと、
前記作像部が前記像を形成するタイミングを、前記転写ローラーの回転に応じて制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
ここで、K1、K2は、
K1=T1/Δl1
Δl1:前記第1の張架ローラーに前記像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の前記第1の張架ローラーの位置から、前記像担持体ベルトから張力が掛けられた時に前記第1の張架ローラーが移動した位置までの前記像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T1:前記第1の張架ローラーが前記Δl1移動した時に、前記第1の張架ローラーが前記像担持体ベルトに付与する張力
K2=T2/Δl2
Δl2:前記第2の張架ローラーに前記像担持体ベルトから張力が掛けられていない時の前記第2の張架ローラーの位置から、前記像担持体ベルトから張力が掛けられた時に前記第2の張架ローラーが移動した位置までの前記像担持体ベルトから掛けられた張力により第2の張架ローラーに作用する力の方向の変位量
T2:前記第2の張架ローラーが前記Δl2移動した時に、前記第2の張架ローラーが前記像担持体ベルトに付与する張力
である。 An image forming unit for forming an image;
An image carrier belt to which the image formed by the image forming unit is transferred;
A driving roller that moves the image carrier while winding the image carrier belt to which the image is transferred;
A first stretching roller for winding the image carrier belt wound around the drive roller and applying a tension T1 to the image carrier belt;
A first tension applying unit having a proportional coefficient K1 and generating the tension T1 applied to the image carrier belt by the first tension roller;
A roller for winding the image carrier belt wound around the first tension roller;
A second stretching roller for winding the image carrier belt wound around the roller and applying a tension T2 to the image carrier belt;
A second tension applying unit having a proportional coefficient K2 smaller than the first proportional constant K1, and generating the tension T2 applied to the image carrier belt by the second tension roller;
A transfer roller having a concave portion on its peripheral surface and contacting the roller via the image carrier belt;
A control unit that controls the timing at which the image forming unit forms the image according to the rotation of the transfer roller;
An image forming apparatus comprising:
Here, K1 and K2 are
K1 = T1 / Δl1
Δl1: When the tension is applied from the image carrier belt from the position of the first tension roller when no tension is applied to the first tension roller from the image carrier belt, Displacement in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the position where the tension roller has moved T1: the first tension roller has moved Δl1 Sometimes the tension applied by the first tension roller to the image carrier belt K2 = T2 / Δl2
Δl2: From the position of the second tension roller when no tension is applied to the second tension roller from the image carrier belt, the second tension roller when the tension is applied from the image carrier belt. The amount of displacement in the direction of the force acting on the second tension roller due to the tension applied from the image carrier belt to the position where the tension roller has moved T2: the second tension roller has moved Δl2 Sometimes the tension applied by the second tensioning roller to the image carrier belt.
前記第2の張力付与部は、前記第2の張架ローラーを支持するバネ定数k2の第2の弾性部材を有し、
前記第1の張架ローラーへの前記像担持体ベルトの巻き掛け角をθ1、前記第2の張架ローラーへの前記像担持体ベルトの巻き掛け角をθ2としたとき、次式
K1=k1/{2・sin(θ1/2)}
K2=k2/{2・sin(θ2/2)}
の関係を有する請求項2に記載の画像形成装置。 The first tension applying unit includes a first elastic member having a spring constant k1 that supports the first tension roller,
The second tension applying unit includes a second elastic member having a spring constant k2 that supports the second tension roller,
When the winding angle of the image carrier belt on the first tension roller is θ1, and the winding angle of the image carrier belt on the second tension roller is θ2, the following equation K1 = k1 / {2 · sin (θ1 / 2)}
K2 = k2 / {2 · sin (θ2 / 2)}
The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
前記第2の張力付与部は、一端で前記第2の張架ローラーを支持して回動する第2のレバーと、前記第2のレバーの前記一端と異なる他端で支持されたバネ定数k4の第2のバネを有し、
前記第1の張架ローラーへの前記像担持体ベルトの巻き掛け角をθ1、
前記第1のレバーの回動中心から、前記第1のレバーの前記一端が前記第1の張架ローラーにかける力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLa1、
前記第1のレバーの回動中心から、前記第1のレバーの前記他端で支持された前記第1のバネの力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLb1、
前記第2の張架ローラーへの前記像担持体ベルトの巻き掛け角をθ2、
前記第2のレバーの回動中心から、前記第2のレバーの前記一端が前記第2の張架ローラーにかける力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLa2、
前記第2のレバーの回動中心から、前記第2のレバーの前記他端で支持された前記第2のバネの力の仮想作用線に下ろした仮想垂線の長さをLb2としたとき、次式
K1=(Lb1/La1)2・k3/{2・sin(θ1/2)}
K2=(Lb2/La2)2・k4/{2・sin(θ2/2)}
の関係を有する請求項2に記載の画像形成装置。 The first tension applying unit includes a first lever that rotates while supporting the first tension roller at one end, and a spring constant k3 supported at the other end different from the one end of the first lever. A first spring of
The second tension applying unit includes a second lever that rotates while supporting the second tension roller at one end, and a spring constant k4 supported at the other end different from the one end of the second lever. A second spring of
A winding angle of the image carrier belt around the first stretching roller is θ1,
La1 is the length of the imaginary perpendicular line from the rotation center of the first lever to the imaginary action line of the force applied to the first tension roller by the one end of the first lever,
The length of an imaginary perpendicular line drawn from the rotation center of the first lever to the imaginary action line of the force of the first spring supported by the other end of the first lever is Lb1,
A winding angle of the image carrier belt around the second stretching roller is θ2,
La2 is the length of the imaginary perpendicular line from the rotation center of the second lever to the imaginary action line of the force applied to the second tension roller by the one end of the second lever.
When the length of the virtual perpendicular drawn from the rotation center of the second lever to the virtual action line of the force of the second spring supported by the other end of the second lever is Lb2, Formula K1 = (Lb1 / La1) 2 · k3 / {2 · sin (θ1 / 2)}
K2 = (Lb2 / La2) 2 · k4 / {2 · sin (θ2 / 2)}
The image forming apparatus according to claim 2, wherein:
前記制御部は、前記転写ローラーの回転に応じて、前記露光部による露光のタイミングを制御する請求項2ないし4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming unit includes a latent image carrier on which a latent image is formed, an exposure unit that exposes the latent image carrier to form the latent image, and a developing unit that develops the latent image,
5. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the timing of exposure by the exposure unit in accordance with the rotation of the transfer roller.
前記制御部は、前記検出部で検出された情報に応じて、前記露光部による露光のタイミングを制御する請求項5に記載の画像形成装置。 A detection unit for detecting the rotational position of the transfer roller;
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the control unit controls the timing of exposure by the exposure unit in accordance with information detected by the detection unit.
前記転写ローラーは、周面に凹部が形成されるとともに、前記凹部に記録材を把持する把持部材が配設される請求項5に記載の画像形成装置。 The developing unit uses a liquid developer containing toner and a liquid carrier,
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the transfer roller has a recess formed in a peripheral surface, and a gripping member that grips a recording material is disposed in the recess.
前記制御部は、前記第2の作像部が前記第2の像を形成するタイミングを、前記転写ローラーの回転に応じて制御する請求項2ないし6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 A second image forming unit that forms a second image of a different color from the image formed by the image forming unit;
The image forming apparatus according to claim 2, wherein the control unit controls the timing at which the second image forming unit forms the second image according to the rotation of the transfer roller. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010214845A JP2012068556A (en) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | Transfer device and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010214845A JP2012068556A (en) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | Transfer device and image forming apparatus |
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JP (1) | JP2012068556A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US11269271B2 (en) | 2020-01-17 | 2022-03-08 | Ricoh Company, Ltd. | Roller unit, belt device and image forming apparatus |
-
2010
- 2010-09-27 JP JP2010214845A patent/JP2012068556A/en not_active Withdrawn
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