JP4591233B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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、これらの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、中間転写体である中間転写ベルト上に一旦、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)の画像を形成するものが挙げられる。

このような中間転写方式を採用した従来の画像形成装置では、中間転写ベルトを内側(トナー像担持面の裏側)からバックアップロールで支持し、この中間転写ベルトの外側(トナー像担持面側)に二次転写ロールを当接させている。そして、二次転写ロールと中間転写ベルト(バックアップロール)との間をニップ搬送される用紙に、中間転写ベルト上のトナー像を転写している。しかし、このような構成を採用した場合には、中間転写ベルトを介したバックアップロールと二次転写ロールとのニップ状態が変化した場合には、このニップを通過する用紙のうちニップ圧力が高い側が先行して搬送されてしまい、この用紙に転写されるトナー像に傾きが生じてしまう。
そこで、二次転写ロールに対するバックアップロールのＩＮ側、ＯＵＴ側の押圧力を調整可能な構成とすることで、二次転写ロールと中間転写ベルトとの接触状態を可変できるようにした技術が存在する(特許文献１参照。)。

特開２００３−１８６３１８号公報(第５−６頁、図１)

ところで、この種の画像形成装置では、上述した二次転写ロールに代えて複数のロール部材に掛け渡された無端ベルト(以下の説明では二次転写搬送ベルトと呼ぶ)を用いたものも存在する。二次転写搬送ベルトを用いた画像形成装置では、二次転写後の用紙が二次転写搬送ベルト側に静電的に吸着しやすくなることによって中間転写ベルト側に貼り付きにくくなり、用紙ジャム等の発生を抑制することが可能となる。

しかしながら、このような二次転写搬送ベルトを用いた場合に、上記特許文献１記載の手法にて調整を行ったところ、その調整範囲が著しく狭くなってしまい、用紙に転写されるトナー像の傾きを調整しきれなくなってしまうという新たな問題が生じた。また、上記二次転写ロールを用いたタイプの画像形成装置においても、特に、二次転写後に二次転写ロール側に用紙が貼り付きやすいような場合には、同様の問題が生じた。

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、転写における画像の傾きを調整するための調整範囲を拡大することのできる画像形成装置を提供することにある。

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ベルト状像担持体と、ベルト状像担持体の画像担持面に接触配置され、ベルト状像担持体との間に挟まれた記録材にベルト状像担持体上の画像を転写する転写部材と、ベルト状像担持体を挟んで転写部材と対向する位置でベルト状像担持体に接触配置される対向部材と、転写部材または対向部材を記録材の搬送方向に沿って移動させる移動機構とを含んでいる。

このような画像形成装置において、移動機構は、転写部材または対向部材とのなす角度が変化するように転写部材または対向部材を移動させることができる。また、転写部材は、ベルト状像担持体に接触配置される無端状の転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトを回動可能に張架するとともに転写搬送ベルトの内側からベルト状像担持体に向けて転写搬送ベルトを押圧する第一のロール部材と、第一のロール部材とともに転写搬送ベルトを回動可能に張架する第二のロール部材とを含むことができる。この場合に、移動機構は、対向部材を移動させることができる。なお、転写搬送ベルトは、少なくとも第一ロール部材および第二のロール部材に張架されていればよく、３以上のロール部材に張架される態様も本願発明に含まれる。

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、画像を担持搬送する像担持搬送体と、像担持搬送体との間に形成される転写ニップ領域に記録材を挟んで搬送し、像担持搬送体上の画像を記録材に転写する画像転写部材と、転写ニップ領域において記録材の搬送方向に対する像担持搬送体または画像転写部材の取り付け角度を調整する角度調整機構とを含んでいる。

このような画像形成装置において、角度調整機構は、像担持搬送体と画像転写部材とのなす角度を調整することができる。また、画像転写部材が回転可能な複数のロール部材に掛け渡されたベルト部材からなる場合に、角度調整機構は、像担持搬送体の取り付け角度を調整することができる。

さらに、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、画像が形成される一または複数の像担持体と、一又は複数の像担持体で形成された複数色の画像が順次一次転写される中間転写ベルトと、中間転写ベルト上の画像を記録材に二次転写する二次転写部とを備え、二次転写部は、複数のロール部材に回動可能に張架されるとともに、中間転写ベルトに接触配置される二次転写搬送ベルトと、中間転写ベルトを挟んで二次転写搬送ベルトに対向配置され、中間転写ベルトおよび二次転写搬送ベルトの間に転写ニップ領域を形成する対向部材と、記録材の搬送方向に沿って対向部材の位置を変位させる変位部とを含んでいる。
このような画像形成装置において、変位部は、対向部材の軸方向一端部側を支点とし、対向部材の軸方向他端部側を揺動させることができる。

本発明によれば、転写で使用される部材を記録材の搬送方向に沿って移動(変位)させ、また、記録材の搬送方向に対する取り付け角度を調整するようにしたので、転写における画像の傾きを調整するための調整範囲を拡大することができる。

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方向に回転する像担持体としての感光体ドラム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。

ベルト状像担持体あるいは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、転写搬送ベルトあるいはベルト部材としての二次転写搬送ベルト２１は、回動可能に配設される複数のロール部材としての駆動ロール(第一のロール部材)２２および剥離ロール(第二のロール部材)２３によって張架された、例えば体積抵抗率が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を挟んで対向部材としての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上に搬送される用紙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、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によって転写部材あるいは画像転写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。反転搬送手段としての用紙反転搬送機構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ある。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。なお、搬送ロール７４は、プラスチック、ゴム、金属等の材料にて適宜構成することができる。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。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧を付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。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、感光体ドラム１１の回転に伴ってドラムクリーナ１７との対向部まで搬送され、ドラムクリーナ１７によって感光体ドラム１１上から除去される。

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５５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、中間転写ベルト１５の回動に伴ってベルトクリーナ３５との対向部まで搬送され、ベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。

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、定着部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。

次に、図２を参照しつつ、本実施の形態に係る二次転写部２０の機構について説明する。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)は図２(ａ)のIIｂ方向(用紙搬送方向下流側)から二次転写部２０を眺めた図である。なお、図２(ａ)、(ｂ)では、二次転写クリーナ２４の記載を省略している。また、図２(ｂ)では、剥離ロール２３の記載も省略している。

本実施の形態において、バックアップロール２５は、バックアップロール保持部材８１内にその大部分が収容されるとともにこのバックアップロール保持部材８１に取り付けられている。バックアップロール２５の軸方向(用紙搬送方向に直交する方向)両端部には回転軸２５ａが設けられており、この回転軸２５ａはバックアップロール保持部材８１内に設けられたベアリング８２に回転可能に支持される。また、バックアップロール保持部材８１のイン側端面にはイン側軸８３が突出形成されている。そして、イン側軸８３は、画像形成装置本体に設けられたイン側フレーム９１に貫通配設される。ここで、イン側フレーム９１には、イン側軸８３を貫通させるためにイン側軸８３よりもわずかに大きい貫通孔(符号なし)が形成されている。一方、バックアップロール保持部材８１のアウト側端面には二本のアウト側軸８４(８４ａ、８４ｂ)が突出形成されている。そして、アウト側軸８４は、画像形成装置本体に設けられたアウト側フレーム９２に貫通配設される。ここで、アウト側フレーム９２には、アウト側軸８４を貫通させるため、用紙搬送方向(記録材の搬送方向)に沿って開口する貫通孔９２ａが形成されている。このような構成とすることで、バックアップロール保持部材８１に支持されるバックアップロール２５は、イン側フレーム９１の貫通孔近傍を支点とし、アウト側フレーム９２側を自由端として、用紙搬送方向に揺動できるようになっている。

また、アウト側フレーム９２を貫通するアウト側軸８４の端部は、このアウト側フレーム９２よりもさらにアウト側に設けられた固定用板９３の下側側面に固着されている。この固定用板９３はアウト側フレーム９２と略平行に設けられる。そして、固定用板９３の上部側には、ネジ９４(９４ａ、９４ｂ)を挿入するための長穴９３ａ、９３ｂが形成されている。このような構成とし、ネジ９４を用いてアウト側フレーム９２に設けられた貫通孔９２ａに対して固定用板９３を固定することで、画像形成装置本体に対するバックアップロール保持部材８１(バックアップロール２５)の位置を固定することができる。

一方、駆動ロール２２および剥離ロール２３は、画像形成装置本体に固定配置された図示しないブラケットに回転可能に取り付けられている。このため、これら駆動ロール２２および剥離ロール２３に張架される二次転写搬送ベルト２１は、常時同じ位置で回動する。なお、図２(ｂ)から明らかなように、バックアップロール２５の用紙搬送方向に直交する方向の長さ(幅)は、駆動ロール２２の幅よりも大きく設定されている。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置では、用紙搬送方向に対する駆動ロール２２の取り付け角度が一定状態に設定される(固定される)のに対し、用紙搬送方向に対するバックアップロール２５の取り付け角度は変更できるようになっている。つまり、本実施の形態では、上述したバックアップロール保持部材８１、イン側軸８３、アウト側軸８４等によって、バックアップロール２５の移動機構、角度調整機構および変位部が構成されているといえる。このような構成により、駆動ロール２２(二次転写搬送ベルト２１)とバックアップロール２５(中間転写ベルト１５)とのなす角度を調整することが可能である。また、この画像形成装置では、バックアップロール２５の取り付け位置を、用紙搬送方向に沿って変更できるものと見なすこともできる。

図３は、バックアップロール２５の取り付け角度(駆動ロール２２とバックアップロール２５とのなす角度)を異ならせた場合に、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に形成される二次転写ニップ領域(転写ニップ領域)Ｎの形状を説明するための図である。ここで図３(ａ)は、バックアップロール２５の取り付け位置を例示したものである。また、図３(ｂ)〜(ｄ)はバックアップロール２５の取り付け位置を種々異ならせた場合に、図３(ａ)のＺ方向からみた駆動ロール２２およびバックアップロール２５の位置関係、および、その際に駆動ロール２２(二次転写搬送ベルト２１)とバックアップロール２５(中間転写ベルト１５)との間に形成される二次転写ニップ領域Ｎの形状を示すものである。ここで、図３(ｂ)は図３(ａ)に一点鎖線で示す位置(−方向)にバックアップロール２５を取り付けた場合、図３(ｃ)は図３(ａ)に実線で示す位置にバックアップロール２５を取り付けた場合、図３(ｄ)は図３(ａ)に破線で示す位置(＋方向)にバックアップロール２５を取り付けた場合、をそれぞれ示している。

図３(ｂ)に示す状態では、バックアップロール２５のアウト側が図３(ａ)に示す用紙搬送方向上流側に位置しており、形成される二次転写ニップ領域Ｎの用紙搬送方向長さは、イン側は大きくなる一方でアウト側は小さくなっている。また、図３(ｄ)に示す状態では、バックアップロール２５のアウト側が図３(ａ)に示す用紙搬送方向下流側に位置しており、形成される二次転写ニップ領域Ｎの用紙搬送方向長さは、イン側は小さくなる一方でアウト側は大きくなっている。さらに、図３(ｃ)に示す状態では、バックアップロール２５のアウト側が中間的な部位に位置しており、形成される二次転写ニップ領域Ｎの搬送方向長さは、イン側およびアウト側で略同一となり、略長方形状となっている。なお、図３(ｂ)および図３(ｄ)に示す状態では、形成される二次転写ニップ領域Ｎは略台形状となっていることがわかる。

図４は、画像形成装置における画像評価の尺度の一つとして用いられている画像平行度を説明するための図である。画像平行度は、画像形成装置本体のイン側、アウト側で用紙搬送方向に沿って形成された同一長さのトナー像を用紙Ｐに二次転写した場合に、用紙Ｐにおけるアウト側の長さＬ１(ｍｍ)と、イン側の長さＬ２(ｍｍ)との差、ΔＬ(ｍｍ)で表される。

図３(ｂ)に示すような台形状の二次転写ニップ領域Ｎが形成されている場合、この二次転写ニップ領域Ｎを通過する用紙Ｐのうちアウト側の部位(長さが短い側)では二次転写ニップ領域Ｎから受ける走行抵抗が小さいために搬送速度の低下が少ない一方で、イン側の部位(長さが長い側)では二次転写ニップ領域Ｎから受ける走行抵抗が大きいために搬送速度の低下が大きくなる。したがって、用紙Ｐのイン側およびアウト側に用紙搬送方向に対して同一長さのトナー像を転写した場合に、イン側の長さＬ２がアウト側の長さＬ１よりも短くなり、画像平行度が悪化する。
一方、図３(ｄ)に示すような台形状の二次転写ニップ領域Ｎが形成された場合、この二次転写ニップ領域Ｎを通過する用紙Ｐのうちイン側の部位(長さが短い側)では二次転写ニップ領域Ｎから受ける走行抵抗が小さいために搬送速度の低下が少ない一方で、アウト側の部位(長さが長い側)では二次転写ニップ領域Ｎから受ける走行抵抗が大きいために搬送速度の低下が大きくなる。したがって、用紙Ｐのイン側およびアウト側に用紙搬送方向に対して同一長さのトナー像を転写した場合に、アウト側の長さＬ１よりイン側の長さＬ２よりも短くなり、やはり画像平行度が悪化する。
これに対し、図３(ｃ)に示すような長方形状の二次転写ニップ領域Ｎが形成された場合には、イン側およびアウト側で二次転写ニップ領域Ｎの用紙搬送方向長さが略同一になるので、二次転写ニップ領域Ｎのイン側、アウト側での用紙Ｐの搬送速度が略同一になる。したがって、アウト側の長さＬ１およびイン側の長さＬ２が略同一長さとなり、画像平行度は略ゼロとなり良好なものとなる。

ここで、画像形成装置を製造する際には、組み立て時において図３(ｃ)に示す状態となるようにバックアップロール２５の取り付け位置が決められる。しかしながら、バックアップロール２５等を含む各部品の製造精度、その組み付け精度等によって実際には多少の誤差が生じ、実際に組み立てが完了した状態では、形成される二次転写ニップ領域Ｎの形状が図３(ｂ)や図３(ｄ)に示すような状態となっていることも生じ得る。

そこで本実施の形態では、例えば画像形成装置の組み立てが完了した時点で、画像形成動作を行って用紙Ｐ上に図４に示す評価用画像を出力し、得られた画像平行度に応じてバックアップロール２５の位置調整を行う。すなわち、バックアップロール２５の取り付け角度を調整するのである。ここで、得られた画像平行度がマイナスの値であった場合には、バックアップロール保持部材８１(バックアップロール２５)の取り付け位置を図２に示す＋方向に移動させ、逆に、得られた画像平行度がプラスの値であった場合には、バックアップロール保持部材８１(バックアップロール２５)の取り付け位置を図２に示す−方向に移動させればよい。

図５は、実際の画像形成装置を用いて画像平行度の調整を行った例を示している。図５に示すグラフにおいて、横軸はバックアップロール２５の移動量(バックアップロール２５のアウト側における位置)であり、縦軸はそのときに得られた画像平行度の値を示している。図５から明らかなように、画像形成装置を組み立てることによりバックアップロール２５を所定の設置箇所に取り付けた状態(バックアップ移動量＝０ｍｍ)では、得られた画像平行度が−０.３ｍｍ程度であった。これは、実際には駆動ロール２２とバックアップロール２５が平行な状態にはなく、二次転写搬送ベルト２１と中間転写ベルト１５とによって形成される二次転写ニップ領域Ｎの形状が長方形状ではなく台形状となっていることによるものである。そして、この画像形成装置の場合では、バックアップロール移動量を−１ｍｍに設定した場合に、画像平行度が略ゼロとなって良好な画像が得られた。

以上説明したように、本実施の形態では、二次転写部２０を構成する駆動ロール２２とバックアップロール２５とのなす角度を調整できるようにした。これにより、二次転写部２０において、駆動ロール２２に張架される二次転写搬送ベルト２１とバックアップロール２５に張架される中間転写ベルト１５とによって形成される二次転写ニップ領域Ｎの形状を、用紙搬送方向に直交する方向に略一定(長方形状)とすることができる。したがって、二次転写部２０(二次転写ニップ領域Ｎ)を通過する用紙Ｐの搬送速度をイン側とアウト側とで略同一にすることが可能となり、画像平行度を略ゼロに設定することが可能となる。

特に、本実施の形態では、二次転写部２０において二次転写搬送ベルト２１を用いることにより、二次転写後の用紙Ｐが二次転写搬送ベルト２１側に引き寄せられやすく、その結果二次転写ベルト２１に用紙Ｐが吸着しやすい。このことは、二次転写部２０を通過した用紙Ｐが二次転写搬送ベルト２１によって支配的に搬送されることを意味する。このため、駆動ロール(二次転写ロール)２２とバックアップロール２５との軸間距離を変え、両者間に働くニップ圧力を適宜設定することで二次転写ニップ領域Ｎの形状すなわち画像平行度の調整を行う従来の方式を採用した場合には、用紙Ｐのイン側、アウト側における搬送速度がほとんど変わらず、その結果画像平行度の低下を調整することが困難である。これに対し、本実施の形態では、バックアップロール２５(中間転写ベルト１５)の取り付け位置をずらすことで駆動ロール２２(二次転写搬送ベルト２１)とバックアップロール２５(中間転写ベルト１５)とのなす角度を適宜変えることができるため、二次転写部２０を通過する用紙Ｐの進行方向を調整できる。そして、用紙Ｐを用紙搬送方向に対して直進させることが可能となり、画像平行度を良好なものとすることが可能になる。ここで、本実施の形態では、バックアップロール２５の幅を駆動ロール２２の幅よりも大きく設定しているため、バックアップロール２５を傾斜配置した場合にも、二次転写ニップ領域Ｎにおける用紙搬送方向に直交する方向の長さ(幅)を確保することができる。
このように、本実施の形態に係る画像形成装置では、従来の画像形成装置と比較して、画像平行度(画像の傾き)を調整するための調整範囲を非常に広く取ることが可能になる。その結果、初期状態において、画像平行度が良好でなかった場合にも、画像平行度を良好な状態に調整することができる。

＜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、バックアップロール２５の取り付け位置を調整するための構成を異ならせたものである。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６は、本実施の形態に係る二次転写部２０の機構を説明するための図であり、ここでは、アウト側から見た図を示している。本実施の形態において、バックアップロール２５の回転軸２５ａのアウト側端部は、支持部材９５の下部に設けられた貫通孔に回転可能にはめ込まれている。また、支持部材９５の上下方向略中央部には軸９５ａが設けられており、支持部材９５はこの軸９５ａを介してアウト側フレーム９２に回動可能に取り付けられている。さらに、支持部材９５のうち上部側に向かって延びるアーム部９５ｂの上端側には、側方に向かって配設されるバネ９６の一端部が取り付けられている。このバネ９６の他方の端部は、アウト側フレーム９２に取り付けられている。これにより、支持部材９５は、バネ９６によって図中時計方向の付勢力を受けることになる。また、支持部材９５のアーム部９５ｂの図中右側側面には、偏心カム９７が当接配置されており、この偏心カム９７はカム駆動モータ９８によって駆動されるようになっている。なお、バックアップロール２５の回転軸２５ａのイン側端部は、図示しないアウト側フレームに回転可能に取り付けられている。つまり、本実施の形態では、支持部材９５、バネ９６、偏心カム９７およびカム駆動モータ９８等によって、バックアップロール２５の移動機構、角度調整機構および変位部が構成されているといえる。

本実施の形態に係る二次転写部２０では、カム駆動モータ９８によって偏心カム９７を所定角度だけ回転させることで、バネ９６の付勢力に抗して支持部材９５を図中反時計方向に回転させることができる。そして、支持部材９５が軸９５ａを中心に回転するのに伴い、図示しないアウト側フレーム側を支点としてバックアップロール２５が用紙搬送方向に移動する。その結果、実施の形態１と同様に、二次転写部２０において駆動ロール２２(二次転写搬送ベルト２１)とバックアップロール２５(中間転写ベルト１５)とのなす角度を適宜調整することが可能となる。このため、二次転写部２０において中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に形成される二次転写ニップ領域Ｎの形状を調整して略長方形状にすることができ、良好な画像平行度を得ることのできるセッティングを行うことが可能となる。

また、本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、カム駆動モータ９８を用いて偏心カム９７を回動させることで画像平行度の調整を行うことができる。このため、例えば画像形成動作の開始前などにおいて、ＵＩ４１(図１参照)から画像平行度調整を実行することが可能である。以下、このプロセスについて説明する。

画像平行度の調整を行おうとした場合、ユーザがＵＩ４１を操作することによって図７(ａ)に示す操作画面が表示される。本実施の形態に係る画像形成装置では、用紙Ｐの両面に画像形成を行うことが可能であり、このため用紙Ｐの第１面(おもて面)および第２面(うら面)に対してそれぞれ独立して画像平行度を調整することが可能となっている。なお、図７(ａ)に示す例では、おもて面側の調整値が＋０.１ｍｍ、うら面側の調整値が−０.１ｍｍとなっている。ここで、ユーザが操作画面の「設定」キーを押下すると、次に図７(ｂ)に示す操作画面が表示される。そして、ユーザがおもて面、うら面に対してそれぞれ三角形で表示されるキーを操作することにより、おもて面、うら面に対するそれぞれの調整値を変更する。なお、図７(ｂ)に示す例では、おもて面、うら面に対する調整値がそれぞれ±０.５ｍｍの範囲で調整可能であり、おもて面側の調整値が＋０.１ｍｍ、うら面側の調整値が−０.１ｍｍに設定されている。そして、ユーザがこの画面において「決定」キーを押下すると、再び図７(ａ)に示す操作画面が表示される。そして、図７(ａ)に示す操作画面においてユーザが「確認プリント」ボタンを押下すると、例えば図４に示すような画像平行度評価用のトナー像の形成が行われ、バックアップロール２５の位置調整がなされた状態の二次転写部２０によって用紙Ｐに転写された画像が出力される。その後、ユーザは、出力された用紙Ｐ上の画像を確認し、特に問題がなければ画像平行度調整を終了して実際の画像形成動作を開始する。一方、まだ画像平行度の調整が不十分な場合には、再び上述した操作を行って良好な画像平行度が得られるまで調整を続行する。

このような調整を適宜行うことで、画像形成装置における画像平行度を長期にわたって良好に維持することが可能になる。ここで画像平行度は、用紙Ｐのおもて面、うら面の他にも、例えば用紙Ｐの厚み、環境(温度、湿度)等によっても二次転写部２０における二次転写ニップ領域Ｎの形状が変わるために変化する。そこで、これら各条件に対応してバックアップロール２５の位置に関する調整値を定めておき、指定された用紙種あるいはトレイ、さらには温度／湿度センサ５７によって測定された環境条件等に応じてバックアップロール２５の位置を調整することも可能である。

なお、実施の形態１、２では、二次転写搬送ベルト２１側を固定配置する一方で、バックアップロール２５側の取り付け角度を調整するようにしていたが、これは次の理由による。実施の形態１、２で用いた画像形成装置では、二次転写搬送ベルト２１が中間転写ベルト１５と比較して著しく短い。なお、二次転写搬送ベルト２１としては、φ４０程度のものが用いられている。このように周長が短い無端ベルトを二次転写搬送ベルト２１として用いた場合、無端ベルトが移動方向に直交する方向にぶれる現象(ベルトウォーク)が発生しやすい。このため、二次転写搬送ベルト２１を張架する駆動ロール２２の取り付け角度を調整できるような構成とした場合には、この角度調整によって二次転写搬送ベルト２１にベルトウォークが生じやすくなってしまうおそれがある。これに対し、例えば中間転写ベルト１５のように比較的長い周長を有する無端ベルトの場合には、回動する間に無端ベルト自身がウォークを吸収し、自己補正を行うことが可能である。したがって、この中間転写ベルト１５を張架するバックアップロール２５の取り付け角度を調整できるように構成した場合にも、発生するベルトウォークは中間転写ベルト１５自身によって吸収されやすいといえる。このため、本実施の形態では、二次転写搬送ベルト２１(駆動ロール２２、剥離ロール２３)を固定し、中間転写ベルト１５を張架するバックアップロール２５の取り付け角度を調整できるような構成を採用した。ただし、このような問題が生じないのであれば、バックアップロール２５側を固定して駆動ロール２２側の取り付け角度を調整できる構成としてもよい。また、駆動ロール２２およびバックアップロール２５の両者の取り付け角度を調整可能とする構成としてもよいことは勿論である。

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。 (ａ)は画像形成装置のアウト側から二次転写部を眺めた図であり、(ｂ)は図２(ａ)のIIｂ方向から二次転写部を眺めた図である。 (ａ)〜(ｄ)は、二次転写部におけるバックアップロールと駆動ロールとの位置関係を説明するための図である。 画像平行度を説明するための図である。 実際の画像形成装置におけるバックアップロールの移動量と得られる画像平行度との関係を示すグラフ図である。 実施の形態２において画像形成装置のアウト側から二次転写部を眺めた図である。 (ａ)、(ｂ)は、実施の形態２において画像平行度調整を行う際に表示される操作画面の一例を示す図である。

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、８１…バックアップロール保持部材、８２…ベアリング、８３…イン側軸、８４…アウト側軸、９１…イン側フレーム、９２…アウト側フレーム、９２ａ…貫通孔、９３…固定用板、９３ａ,９３ｂ…長穴、９４(９４ａ、９４ｂ)…ネジ、９５…支持部材、９５ａ…軸、９５ｂ…アーム部、９６…バネ、９７…偏心カム、９８…カム駆動モータ、Ｎ…二次転写ニップ領域

Claims (9)

1. 画像が担持搬送される無端状のベルト状像担持体と、
   前記ベルト状像担持体に接触配置され、当該ベルト状像担持体との間に記録材を挟んで搬送する無端状の転写搬送ベルトと、
   前記転写搬送ベルトを回動可能に張架するとともに当該転写搬送ベルトの内側から前記ベルト状像担持体に向けて当該転写搬送ベルトを押圧する第１のロール部材と、
   前記第１のロール部材とともに前記転写搬送ベルトを回動可能に張架する第２のロール部材と、
   前記ベルト状像担持体及び前記転写搬送ベルトを挟んで前記第１のロール部材と対向する位置で当該ベルト状像担持体に接触配置される対向部材と、
   前記対向部材を、当該対向部材の軸方向の一端の移動距離と他端の移動距離とが異なるように、前記記録材の搬送方向に沿って移動させる移動機構と
   を含む画像形成装置。
2. 前記移動機構は、前記第１のロール部材の軸方向と前記対向部材の軸方向とのなす角度が変化するように当該対向部材を移動させることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記転写搬送ベルトは、前記ベルト状像担持体よりも前記記録材を吸着しやすいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記転写搬送ベルトは、前記ベルト状像担持体と比較して周長が短いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 画像を担持搬送する無端状の像担持搬送ベルトと、
   前記像担持搬送ベルトに接触配置され、当該像担持搬送ベルトとの間に記録材を挟んで搬送する無端状の画像転写ベルトと、
   前記画像転写ベルトを回動可能に張架するとともに当該画像転写ベルトの内側から前記像担持搬送ベルトに向けて当該画像転写ベルトを押圧する第１のロール部材と、
   前記第１のロール部材とともに前記画像転写ベルトを回動可能に張架する第２のロール部材と、
   前記像担持搬送ベルト及び前記画像転写ベルトを挟んで前記第１のロール部材と対向配置され、当該像担持搬送ベルトおよび当該画像転写ベルトの間に転写ニップ領域を形成する対向部材と、
   前記転写ニップ領域において前記記録材の搬送方向に対する前記対向部材の軸方向の角度を調整する角度調整機構と
   を含む画像形成装置。
6. 前記画像転写ベルトは、前記像担持搬送ベルトよりも前記記録材を吸着しやすいことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記画像転写ベルトは、前記像担持搬送ベルトと比較して周長が短いことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 画像が形成される一または複数の像担持体と、
   前記一または複数の像担持体で形成された複数色の画像が順次一次転写される中間転写ベルトと、
   前記中間転写ベルト上の画像を記録材に二次転写する二次転写部とを備え、
   前記二次転写部は、
   複数のロール部材に回動可能に張架されるとともに、前記中間転写ベルトに接触配置される二次転写搬送ベルトと、
   前記中間転写ベルトを挟んで前記二次転写搬送ベルトに対向配置され、当該中間転写ベルトおよび当該二次転写搬送ベルトの間に前記記録材が通過する転写ニップ領域を形成する対向部材と、
   前記対向部材の軸方向の一端の移動距離と他端の移動距離とが異なるように、前記記録材の搬送方向に沿って当該対向部材の位置を変位させる変位部とを含む画像形成装置。
9. 前記記録材は、前記転写ニップ領域を通過した後、前記二次転写搬送ベルトによって搬送されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

Images