JP4884913B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、単葉のシート状の記録媒体へ記録する電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム等の像担持体または中間転写体上の可視像を記録媒体上に転写する転写部材を用いた画像形成装置において、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入する際に発生する像担持体や中間転写体の速度変動を抑制するようにした画像形成装置に関するものである。

感光体ドラム等の像担持体または中間転写体上の可視像を記録媒体上に転写する転写部材を用いた転写装置及び画像形成装置において、記録媒体が像担持体と転写部材との圧接部に突入する際に、像担持体や中間転写体に衝撃が発生し、結果的に像担持体や中間転写体の速度変動が発生する。

このような速度変動は、転写画像の劣化を招くことがあり、画像品質を確保するためには速度変動を極力抑えなければならない。

そこで、従来の画像形成装置としては、像担持体または中間転写体の速度変動を抑制するため、転写部材を揺動可能に支持し、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部へ進行する過程において発生する外力に応じて転写部材を揺動させる可動手段を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案による装置では、像担持体または中間転写体と転写部材との圧接方向に対する揺動方向が常に一定となるように、転写部材の揺動方向を位置決めする位置決め手段を備えるように構成されている。

また、その他の従来の画像形成装置としては、単位時間当たりのプリント枚数を多くするため、記録媒体を搬送するための搬送路に、搬送ローラと、通常の搬送速度で搬送される記録媒体をその搬送速度よりも速い速度に加速して搬送ローラに向けて搬送する加速ローラを設けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、その他の従来の画像形成装置としては、記録媒体にかかる負荷により搬送速度が変動して先端タイミングのずれが発生することを防止するため、記録媒体の先端が転写位置に到達する前の区間の一部において通常の搬送速度よりも高い高速搬送を行い、記録媒体の先端が転写位置に到達した後の、転写工程が実行される期間では通常の搬送速度に等しくなるように搬送速度の制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−２６５１２７号公報 特開平０５−２９４４９６号公報 特開２００２−３４７９９０号公報

しかしながら特許文献１に記載されたものは、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入した際に発生する外力に応じて転写部材が揺動することによって、像担持体または中間転写体の回転負荷が抑制され速度変動が減少することが予想されるが、転写部材が揺動することによって、転写効率が悪化することが予想され、画像劣化の原因となる。

また、特許文献２に記載されたものは、記録媒体の搬送速度が通常の搬送速度より速くなっているのが搬送ローラまでであるため、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入する際に、像担持体や中間転写体に衝撃が発生し、結果的に像担持体や中間転写体の速度変動が発生し、画像劣化の原因となる。

さらに、特許文献３に記載されたものは、記録媒体が転写位置に到達したときには、通常の搬送速度に戻っているため、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入する際に、像担持体や中間転写体に衝撃が発生し、結果的に像担持体や中間転写体の速度変動が発生し、画像劣化の原因となる。

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入する際に像担持体や中間転写体の速度変動が発生することを防止できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナー画像を担持する像担持体または中間転写体と、前記像担持体または前記中間転写体に圧接させた圧接部において前記トナー画像を記録媒体に転写する転写部材と、記録媒体を搬送する記録媒体搬送部と、前記圧接部と前記記録媒体搬送部との間に設けられ、前記記録媒体搬送部によって搬送される前記記録媒体を前記圧接部に向けて搬送する記録媒体加速部と、を備え、前記記録媒体搬送部は、前記圧接部よりも搬送方向上流側に設けられ、所定の速度で回転する搬送ローラ対を有し、前記記録媒体加速部は、前記圧接部と前記搬送ローラ対との間に設けられ、前記所定の速度よりも速い速度で回転する加速ローラ対を有し、前記記録媒体搬送部によって搬送された記録媒体が前記圧接部に到達する直前まで、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接さない位置に退避させ、前記記録媒体が前記圧接部に到達する直前に、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接する位置に配置するとともに、前記搬送ローラ対を前記記録媒体と接さない位置に退避させ、前記記録媒体が前記圧接部に到達した後、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接さない位置に退避させるとともに、前記搬送ローラ対を前記記録媒体と接する位置に配置する構成を有している。

この構成により、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入するときに、記録媒体の搬送速度を加速するため、記録媒体が圧接部に突入する際に像担持体や中間転写体の速度変動が発生することを防止できる。さらに、記録媒体搬送部と記録媒体加速部とが別体に設けられているため、記録媒体搬送部だけで速度制御する場合よりも、像担持体または中間転写体の速度変動が発生することを防ぐ際に、安定した記録媒体の搬送を行うことができる。

また、回転速度の異なる搬送ローラ対と加速ローラ対とを記録媒体に接する位置に配置、または接しない位置に退避させることにより記録媒体の速度制御を行うため、圧接部に突入したときの記録媒体の搬送速度を記録媒体搬送部による搬送速度に戻す動作を素早く行うことができる。そのため、記録媒体に転写される画像がずれたり、乱れたりすることを防止することができる。

また、本発明の画像形成装置は、記録媒体の厚さを検知する記録媒体厚さ検知手段と、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じて前記記録媒体加速部による加速度を調整する加速度調整手段と、を備えた構成を有している。

この構成により、記録媒体の厚さに応じて記録媒体加速部による加速度を調整するため、記録媒体の厚さに応じた最適な搬送速度で記録媒体を圧接部に突入させることができる。

また、本発明の画像形成装置は、記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備えた構成を有している。

この構成により、記録媒体の厚さに応じた記録媒体搬送部による搬送速度と記録媒体加速部による加速度の情報が予め記憶されているため、記録媒体搬送部による搬送速度と記録媒体加速部による加速度を決定する処理を高速化することができる。

また、本発明の画像形成装置は、記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備え、前記記録媒体搬送部および前記記録媒体加速部は、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、前記記憶部に記憶されている前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報のうち、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに最も近い値に応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度を用いる構成を有している。

この構成により、対象となる記録媒体全ての厚さに応じた搬送速度および加速度を記憶しておく必要がないため、メモリを節約することができる。

さらに、本発明の画像形成装置は、記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備え、前記記録媒体搬送部および前記記録媒体加速部は、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、前記記憶部に記憶されている前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報のうち、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに最も近い２つの値に応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度のそれぞれの内分点から求められる前記記録媒体搬送部の搬送速度と前記記録媒体加速部の加速度を用いる構成を有している。

この構成により、対象となる記録媒体全ての厚さに応じた搬送速度および加速度を記憶しておく必要がないため、メモリを節約することができる。

以上のように本発明は、記録媒体が像担持体または中間転写体と転写部材との圧接部に突入する際に像担持体や中間転写体の速度変動が発生することを防止できるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。なお、本実施の形態では、画像形成装置としてカラー印刷を行う複写機に適用している。なお、画像形成装置としては、複写機以外に、プリンタ装置、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ通信機能等を備えた複合機等に適用しても良い。

まず、構成を説明する。図１に示すように、複写機は、複写機本体１００、給紙部２００、複写機本体１００上に取り付けられるスキャナ３００、スキャナ３００上に取り付けられる原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）、複写機内の各装置の動作を制御する図示しない制御回路等を備えている。

複写機本体１００の中央には、無端ベルト状の中間転写体４が設けられている。中間転写体４は、例えば、伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布などの伸びにくい材料で構成された基層でベース層を作り、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えば、フッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで作る。そして、弾性層の表面は、例えば、フッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被われている。また、中間転写体４は、駆動ローラ５、従動ローラ６、テンションローラ７、対向ローラ１に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能となっている。

また、従動ローラ６の左側には、画像転写後に中間転写体４上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。

また、駆動ローラ５と従動ローラ６との間に張り渡した中間転写体４上には、その搬送方向に沿って、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４つの画像形成手段１８を横に並べて配置されたタンデム画像形成部２０が設けられている。そのタンデム画像形成部２０の上には、露光装置２１が設けられている。

一方、中間転写体４を挟んでタンデム画像形成部２０と反対側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、２つの転写ローラ２間に、無端ベルト状の２次転写ベルト２４を掛け渡して構成されており、中間転写体４を介して対向ローラ１に押し当てて配置され、中間転写体４上の画像を記録媒体に転写するようになっている。

また、２次転写装置２２の左側には、記録媒体上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端ベルト状の定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。２次転写装置２２は、画像転写後の記録媒体を定着装置２５へと搬送する記録媒体搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよいが、そのような場合には、記録媒体搬送機能を併せて備えることは難しくなる。

また、２次転写装置２２および定着装置２５の下側には、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、記録媒体の両面に画像を記録すべく記録媒体を反転する記録媒体反転部２８が設けられている。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の中間転写部を示す断面図である。図２に示すように、中間転写体４は、駆動ローラ５、従動ローラ６、テンションローラ７、対向ローラ１によって張架されている。また、中間転写体４は、図示しない駆動モータによって駆動ローラ５が駆動され、図中矢印の方向に周回移動するようになっている。一方、給紙部２００から記録紙３が給紙され、この記録紙３は、搬送駆動ローラ４９ａと搬送加圧ローラ４９ｂとで構成される搬送ローラ対４９で一旦待機する。なお、給紙部２００と搬送ローラ対４９との間には、記録紙３の厚さを検知する記録媒体厚さ検知センサ８が設けられている。

そして、中間転写体４に画像が転写されると、搬送駆動ローラ４９ａが記録媒体搬送用駆動モータ９によって駆動され、中間転写体４に担持されているトナー像先端と同期を取って、記録紙３が対向ローラ１と転写ローラ２の圧接部に搬送され、圧縮バネ１０による加圧力と図示しない転写バイアスによって、中間転写体４に担持されているトナー像が記録紙３に転写される。

また、搬送ローラ対４９と上記圧接部との間には、記録紙３の搬送速度を加速する記録媒体加速部１０１が設けられている。記録媒体加速部１０１は、記録媒体加速ローラ対１０２と、圧縮バネ１０３とを備えている。なお、記録媒体加速ローラ対１０２は、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと、記録紙３の搬送速度の加速を補助するための記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂとから構成されている。

また、圧縮バネ１０３は、記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂに記録紙３を加圧させるようになっている。また、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａを駆動する記録媒体加速用駆動モータ１０４は、記録紙３の搬送速度を加速するために、搬送駆動ローラ４９ａの周速よりも速い一定周速で記録媒体加速駆動ローラ１０２ａを回転させる。

また、記録媒体加速ローラ対１０２は、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂとが接離するようになっている。図３は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の記録媒体加速ローラ対１０２の上面図であり、図４は、図３に示す矢印Ａ側から見た記録媒体加速ローラ対１０２の側面図である。なお、搬送ローラ対４９も同様に搬送駆動ローラ４９ａと搬送加圧ローラ４９ｂとが接離するようになっているが、記録媒体加速ローラ対１０２の接離に関する機構と同じであるため、ここでは、記録媒体加速ローラ対１０２の接離に関する機構について説明する。

図３および４に示すように、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂのローラ軸２０１、２０２は、それぞれ図示しないベアリング等で支持されており、このベアリングは可動部材２０３、２０４に取り付けられている。可動部材２０３、２０４は、それぞれ圧縮バネ２０５、２０６によって圧力がかけられている。

筐体２０７には、可動部材２０３、２０４の可動方向を上下方向に規制するための穴２０８、２０９が空けられている。また、可動部材２０３、２０４には、それぞれ可動アクチュエータ２１０、２１１が取り付けられている。可動アクチュエータ２１０、２１１は、それぞれ記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力のＯＮ／ＯＦＦにより上下する。例えば、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力がＯＦＦの場合には力が働かず、ＯＮの場合には記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３に引き付けられる。この電磁力と圧縮バネ２０５、２０６の力により、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂとは接離する。

なお、図４（ａ）に示すように、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力がＯＦＦの場合には、圧縮バネ２０５、２０６の作用で可動アクチュエータ２１０、２１１が押されて、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂとが接触する。一方、図４（ｂ）に示すように、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力がＯＮの場合には、電磁力が圧縮バネ２０５、２０６による付勢力を上回り、可動アクチュエータ２１０、２１１が記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３に引き付けられ、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａと記録媒体加速加圧ローラ１０２ｂとが離れる。

また、図３に示すように、記録媒体加速用駆動モータ１０４の動力が、ギヤ２１４、２１５を介して記録媒体加速駆動ローラ１０２ａに伝達される。また、ここでは、図３に示す矢印Ａ側から見た記録媒体加速ローラ対１０２について説明したが、矢印Ａと反対側から見た記録媒体加速ローラ対１０２についても同じであるためその説明を省略する。

次に、複写機内の各装置の動作を制御する制御回路について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。

図５に示すように、制御回路は、マイクロプロセッサ３０１、メモリ３０２、記録媒体搬送用駆動モータドライバ３０３、記録媒体加速用駆動モータドライバ３０４等を備えている。マイクロプロセッサ３０１には、記録媒体厚さ検知センサ８、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３、および記録媒体搬送用電磁力発生装置３０５、３０６が接続されている。なお、記録媒体搬送用電磁力発生装置３０５、３０６はそれぞれ、搬送駆動ローラ４９ａと搬送加圧ローラ４９ｂに対応しており、電磁力のＯＮ／ＯＦＦにより、搬送駆動ローラ４９ａと搬送加圧ローラ４９ｂとを接離させるようになっている。

また、記録媒体搬送用駆動モータドライバ３０３には、記録媒体搬送用駆動モータ９が接続されており、記録媒体加速用駆動モータドライバ３０４には、記録媒体加速用駆動モータ１０４が接続されている。

記録媒体厚さ検知センサ８で検知された記録紙３の厚さは、マイクロプロセッサ３０１に送られる。そして、マイクロプロセッサ３０１は、記録媒体搬送用駆動モータドライバ３０３を制御することにより、記録紙３の厚さに応じた搬送速度で搬送されるよう記録媒体搬送用モータ９を駆動させる。また、マイクロプロセッサ３０１は、記録媒体加速用駆動モータドライバ３０４を制御することにより、記録紙３の厚さに応じた搬送速度よりも速い速度で搬送されるよう記録媒体加速用駆動モータ１０４を駆動させる。

なお、メモリ３０２には、記録媒体の厚さに応じた搬送ローラ対４９による搬送速度（以下、「記録媒体搬送速度」という）と記録媒体加速ローラ対１０２による加速度（以下、「記録媒体加速度」という）の情報が記録されている。図６に、メモリ３０２に記録されている内容の一例を示す。ここで、対象となる記録媒体は非常に多く、全ての記録媒体の厚さに応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報をメモリ３０２に記録するためには、多くのメモリが必要となってくる。

そこで、記録媒体厚さ検知センサ８で検知された記録紙３の厚さに応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報がメモリ３０２に記憶されていない場合には、メモリ３０２に記憶されている記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報のうち、記録媒体厚さ検知センサ８で検知された記録紙３の厚さに最も近い値に応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報を用いる方法や、最も近い２つの値に応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度のそれぞれの内分点から求められる記録媒体搬送速度と記録媒体加速度を用いる方法が考えられる。また、ここでは、記録媒体厚さ検知センサ８により記録紙３の厚さを事前に検知するようにしているが、ユーザが事前に記録紙３の厚さを入力する場合には、記録媒体厚さ検知センサ８は不要であり、ユーザにより入力された値を用いればよい。

次に、複写機を用いてコピーをとるときの動作について説明する。まず、ＡＤＦ４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、ＡＤＦ４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、ＡＤＦ４００を閉じることにより原稿を押さえる。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、ＡＤＦ４００に原稿をセットした場合には、その原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした場合には直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行させる。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をミラーでさらに反射させて第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射させて結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れることにより原稿内容を読取る。

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータが駆動ローラ５を回転駆動して従動ローラ６、テンションローラ７、および対向ローラ１を従動回転させることにより中間転写体４を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転させて各感光体４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体４を搬送させながら、それらの単色画像を順次転写して中間転写体４上に合成カラー画像を形成する。

一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙部２００内に設けられた複数の給紙ローラ４２のうち１つの給紙ローラ４２を選択回転させ、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４のうち１つの給紙カセット４４から記録紙３を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内に設けられた給紙路４８に導き、搬送ローラ対４９に突き当てて止める。

または、給紙ローラ５０を回転させて手差しトレイ５１上の記録紙３を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して給紙路５３に入れ、上述した場合と同様に搬送ローラ対４９に突き当てて止める。なお、記録紙３が搬送ローラ対４９に突き当てられる前に、記録紙３の厚さが記録媒体厚さ検知センサ８によって検知される。

ここで、記録紙３を搬送ローラ対４９に突き当ててから対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部で転写されるまでの動作を詳細に説明する。

図７は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の対向ローラ１と転写ローラ２の圧接部に記録紙が突入した際の搬送ローラ対４９および記録媒体加速ローラ対１０２の動作を説明するための中間転写部を示す断面図である。図７（ａ）に示すように、記録紙３が搬送ローラ対４９に到達した際、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力をＯＮとすることにより、記録媒体加速ローラ対１０２は、記録紙３に接さない位置に退避されている。この状態は、記録紙３が上記圧接部に到達する直前まで維持されている。そのため、記録紙３は安定した状態で対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部に送られることになる。

次に、図７（ｂ）に示すように、記録紙３が上記圧接部に到達する直前に、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力をＯＦＦとすることにより、記録媒体加速ローラ対１０２は、記録紙３に接する位置に配置される。このとき同時に、記録媒体搬送用電磁力発生装置３０５、３０６の電磁力をＯＮとすることにより、搬送ローラ対４９は、記録紙３と接さない位置に退避される。この状態は、記録紙３が上記圧接部に到着した直後まで維持されている。記録媒体加速駆動ローラ１０２ａは、前述のように、搬送駆動ローラ４９ａによる通常の搬送速度よりも速い速度で駆動されているので、記録紙３を加速することにより、記録紙３が上記圧接部に突入した際の速度変動を和らげる働きをする。

ここで、転写紙３が上記圧接部に突入する際に、加速された状態で記録紙３を上記圧接部に突入させることで、中間転写体４の速度変動が発生することを防ぐことが可能なことを説明する。図８は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部に記録紙が突入した際の力学的な力の関係を示した図である。

図８において、符号ａは力のベクトル、Ｆは搬送力、Ｎは垂直抗力、Ｐは加圧力、Ｒは摩擦力、ΔＴは負荷トルク、θは角度をそれぞれ示す。なお、便宜上図８における左右方向を水平方向と呼び、上下方向を鉛直方向と呼ぶことにする。

各ベクトルの名称、および符号を以下に示す。

ａ４：対向ローラ負荷トルクΔＴ
ａ５：対向ローラ１が記録紙３ から受ける垂直抗力Ｎ１
ａ６：対向ローラ１が記録紙３ から受ける摩擦力 Ｒ１
ａ７：対向ローラ１が転写ローラ２から受ける垂直抗力Ｎ３
ａ８：対向ローラ１が転写ローラ２から受ける摩擦力 Ｒ３
ａ９：加圧力Ｐ
ａ１０：転写ローラ２を水平方向固定にするための力
ａ１１：転写ローラ２が対向ローラ１から受ける垂直抗力Ｎ３
ａ１２：転写ローラ２が対向ローラ１から受ける摩擦力 Ｒ３
ａ１３：転写ローラ２が記録紙３ から受ける垂直抗力Ｎ２
ａ１４：転写ローラ２が記録紙３ から受ける摩擦力 Ｒ２
ａ１５：記録紙３ が転写ローラ２から受ける垂直抗力Ｎ２
ａ１６：記録紙３ が転写ローラ２から受ける摩擦力 Ｒ２
ａ１７：記録紙３ が対向ローラ１から受ける垂直抗力Ｎ１
ａ１８：記録紙３ が対向ローラ１から受ける摩擦力 Ｒ１
ａ１９：搬送力Ｆ
なお、本来は対向ローラ１と転写ローラ２との間に中間転写体４が存在するが、中間転写体４は対向ローラ１に固着して滑らないものとして、対向ローラ１と一体で動くものとして考えるため、対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部と記録紙３の関係として記述する。対向ローラ１は水平方向、鉛直方向共に固定されており、回転方向にのみ動くことができる。転写ローラ２は水平方向が固定されており、鉛直方向、回転方向に動くことができる。記録紙３は回転方向の動きは考えないものとして、水平、鉛直方向に動くことができる。

図８において、力のつりあいを考えると、式（１）〜式（５）のようになる。
・対向ローラ１の回転方向つりあい
ΔＴ＝ｒ１×（Ｒ１＋Ｒ３） ・・・（１）
・転写ローラ２の回転方向つりあい
ｒ２×Ｒ３＝ｒ２×Ｒ２ ・・・（２）
・記録紙３の水平方向つりあい
Ｎ１×ｓｉｎθ１＋Ｎ２×ｓｉｎθ２＝Ｒ１×ｃｏｓθ１＋Ｒ２×ｃｏｓθ２＋Ｆ
・・・（３）
・記録紙３の鉛直方向つりあい
Ｎ１×ｃｏｓθ１＋Ｒ１×ｓｉｎθ１＝Ｎ２×ｃｏｓθ２＋Ｒ２×ｓｉｎθ２
・・・（４）
・転写ローラ２の鉛直方向つりあい
Ｐ＝Ｎ２×ｃｏｓθ２＋Ｒ２×ｓｉｎθ２＋Ｎ３ ・・・（５）
ここで、転写ローラ２が押し下げられて記録紙３が進行方向に進むために必要なトルクΔＴを求める。そのとき対向ローラ１と転写ローラ２が離れるので、
Ｎ３＝０、Ｒ３＝０ ・・・（６）
式（１）〜式（６）より
ΔＴ＝Ｐ×ｒ１×ｓｉｎ（θ１＋θ２）／ｃｏｓθ２−Ｆ×ｒ１×ｃｏｓθ１
・・・（７）
転写ローラ２を押し下げて記録紙３が搬送方向へ進むために必要なトルクΔＴが、負荷変動となって対向ローラ１の線速変動を引き起こし、それがすなわち中間転写体４の線速変動となる。つまり、対向ローラ１、中間転写体４、中間転写体４を駆動する駆動ローラ５、駆動ローラ５から駆動源までの剛性、粘性を変えることなくΔＴを減らすことができれば、中間転写体４の線速変動を減らすことができる。式（７）より、記録紙３の推進力であるＦを大きくすれば、ΔＴを減らすことができる。式（７）は対向ローラ１、転写ローラ２、記録紙３を剛体とみなした場合であるが、弾性体であったとしても定性的な傾向は変わらない。

記録紙３の推進力Ｆを大きくするには、記録紙３を搬送する搬送ローラ対４９相互の加圧力を大きくし、搬送ローラ対４９の弾性体と記録紙３間の摩擦係数を大きくすることが有効である。また、記録紙３は弾性体であるので、搬送ローラ対４９で記録紙３に与えられた推進力ができるだけ損なわれずに対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部に伝達されるには、できるだけ記録紙３がたわまないようにする必要がある。そのためには、搬送ローラ対４９と上記圧接部との間に、記録紙３両面に進行方向に沿って案内板１２を設け、その案内板１２の間隔をできるだけ狭くすることが有効である。また、搬送ローラ４９と上記圧接部間を近接させることも有効である。

なお、図８は、静的な力のつりあいのみを考えた場合であるが、実際の現象は動的であり、対向ローラ１、転写ローラ２、記録紙３は所定の速度で駆動されている。動的に考えれば、記録紙３が上記圧接部に突入する際に、一定の速度ではなく加速された状態で記録紙３が上記圧接部に突入した方が、推進力付加としての効果が増す。

また、記録紙３が上記圧接部に到達した後は、図７（ｃ）に示すように、記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３の電磁力をＯＮとすることにより、記録媒体加速ローラ対１０２は、記録紙３に接さない位置に退避され、記録媒体搬送用電磁力発生装置３０５、３０６の電磁力をＯＮとすることにより、搬送ローラ対４９は、記録紙３に接する位置に配置される。そのため、記録紙３に画像が転写される間は、搬送駆動ローラ４９ａによる通常の搬送速度で駆動されるために、安定した記録紙搬送、すなわち転写を行うことができる。

なお、上述した搬送ローラ対４９および記録媒体加速ローラ対１０２の接離の動作は、マイクロプロセッサ３０１が、記録媒体厚さ検知センサ８が検知した時間を基準として、記録媒体厚さ検知センサ８から対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部までの距離と、搬送駆動ローラ４９ａの駆動速度からタイミングを算出し、算出したタイミングで記録媒体加速用電磁力発生装置２１２、２１３および記録媒体搬送用電磁力発生装置３０５、３０６の電磁力をＯＮ／ＯＦＦにさせることにより実行される。また、記録媒体厚さ検知センサ８がない場合には、記録媒体の先端または後端を検知する記録媒体検知センサ等を用いることで実現できる。

また、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａの駆動速度を、搬送駆動ローラ４９ａによる通常の搬送速度より速い速度で駆動すれば、記録紙３が対向ローラ１と転写ローラ２との圧接部に突入した際の変動を和らげる効果はあるが、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａの駆動速度の最適値は、記録紙３の厚さによって変わってくる。したがって、上述したように、記録媒体厚さ検知センサ８等により記録紙３の厚さを事前に検知し、搬送駆動ローラ４９ａによる通常の搬送速度に係数を掛ける形で、厚さに応じて記録媒体加速駆動ローラ１０２ａの加速度を求めることが望ましい。なお、本方式による速度制御は、搬送駆動ローラ４９ａ、記録媒体加速駆動ローラ１０２ａともに一定速度の駆動でよいので、搬送駆動ローラ４９ａだけで速度を制御する場合よりも、中間転写体４の速度変動が発生することを防ぐ際に、安定した記録紙３の搬送が可能なことは明らかである。

そして、画像転写後の記録紙３は、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込まれ、定着装置２５で熱と圧力とを加えられて転写画像を定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。または、切換爪５５で切り換えて記録媒体反転部２８に入り、そこで反転して再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像を記録された後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出される。

一方、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体４上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。ここで、搬送ローラ対４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、記録紙３の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。

このように本実施の形態における画像形成装置によれば、記録紙３が中間転写体４と転写ローラ２との圧接部に突入するときに、記録紙３の搬送速度を加速するため、記録紙３が圧接部に突入する際に中間転写体４の速度変動が発生することを防止できる。さらに、搬送ローラ対４９と記録媒体加速部１０１とが別体に設けられているため、搬送ローラ対４９だけで速度制御する場合よりも、中間転写体４の速度変動が発生することを防ぐ際に、安定した記録紙３の搬送を行うことができる。

また、回転速度の異なる搬送ローラ対４９と記録媒体加速ローラ対１０２とを記録紙３に接する位置に配置、または接しない位置に退避させることにより記録紙３の速度制御を行うため、圧接部に突入したときの記録紙３の搬送速度を搬送ローラ対４９による搬送速度に戻す動作を素早く行うことができる。そのため、記録紙３に転写される画像がずれたり、乱れたりすることを防止することができる。

また、記録紙３の厚さに応じて記録媒体加速部１０１による加速度を調整するため、記録紙３の厚さに応じた最適な搬送速度で記録紙３を圧接部に突入させることができる。

また、記録紙３の厚さに応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報が予め記憶されているため、記録媒体搬送速度と記録媒体加速度を決定する処理を高速化することができる。

さらに、対象となる記録媒体全ての厚さに応じた記録媒体搬送速度と記録媒体加速度の情報を記録しておく必要がないため、メモリを節約することができる。

なお、本実施の形態においては、記録紙３が中間転写体４と転写ローラ２との圧接部に突入するときに、記録紙３の搬送速度を加速するようにしているが、感光体ドラム等の像担持体から直接記録紙３に転写する方式の場合には、記録紙３が像担持体と転写ローラ２との圧接部に突入するときに、記録紙３の搬送速度を加速するようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の中間転写部を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の記録媒体加速ローラ対の上面図である。 図３に示す矢印Ａ側から見た記録媒体加速ローラ対の側面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置のメモリに記録されている内容を示すテーブルである。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の対向ローラと転写ローラとの圧接部に記録紙が突入した際の搬送ローラ対および記録媒体加速ローラ対の動作を説明するための中間転写部を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の対向ローラと転写ローラとの圧接部に記録紙が突入した際の力学的な力の関係を示した断面図である。

符号の説明

１ 対向ローラ
２ 転写ローラ
３ 記録紙
４ 中間転写体
５ 駆動ローラ
６ 従動ローラ
７ テンションローラ
８ 記録媒体厚さ検知センサ
９ 記録媒体搬送用駆動モータ
１０、１１ 圧縮バネ
１２ 案内板
４９ 搬送ローラ対
４９ａ 搬送駆動ローラ
４９ｂ 搬送加圧ローラ
１０１ 記録媒体加速部
１０２ 記録媒体加速ローラ対
１０２ａ 記録媒体加速駆動ローラ
１０２ｂ 記録媒体加速加圧ローラ
１０３ 圧縮バネ
１０４ 記録媒体加速用駆動モータ

Claims (5)

1. トナー画像を担持する像担持体または中間転写体と、
   前記像担持体または前記中間転写体に圧接させた圧接部において前記トナー画像を記録媒体に転写する転写部材と、
   記録媒体を第１の搬送速度で搬送する記録媒体搬送部と、
   前記圧接部と前記記録媒体搬送部との間に設けられ、前記記録媒体搬送部によって搬送される前記記録媒体を前記第１の搬送速度よりも速い第２の搬送速度で前記圧接部に向けて搬送する記録媒体加速部と、を備え、
   前記記録媒体搬送部は、前記圧接部よりも搬送方向上流側に設けられ、所定の速度で回転する搬送ローラ対を有し、
   前記記録媒体加速部は、前記圧接部と前記搬送ローラ対との間に設けられ、前記所定の速度よりも速い速度で回転する加速ローラ対を有し、
   前記記録媒体搬送部によって搬送された記録媒体が前記圧接部に到達する直前まで、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接さない位置に退避させ、
   前記記録媒体が前記圧接部に到達する直前に、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接する位置に配置するとともに、前記搬送ローラ対を前記記録媒体と接さない位置に退避させ、
   前記記録媒体が前記圧接部に到達した後、前記加速ローラ対を前記記録媒体に接さない位置に退避させるとともに、前記搬送ローラ対を前記記録媒体と接する位置に配置することを特徴とする画像形成装置。
2. 記録媒体の厚さを検知する記録媒体厚さ検知手段と、
   前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じて前記記録媒体加速部による加速度を調整する加速度調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備え、
   前記記録媒体搬送部および前記記録媒体加速部は、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、前記記憶部に記憶されている前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報のうち、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに最も近い値に応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度を用いることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 記録媒体の厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報を記憶する記憶部を備え、
   前記記録媒体搬送部および前記記録媒体加速部は、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報が前記記憶部に記憶されていない場合には、前記記憶部に記憶されている前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度の情報のうち、前記記録媒体厚さ検知手段によって検知された厚さに最も近い２つの値に応じた前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度のそれぞれの内分点における前記記録媒体搬送部による搬送速度と前記記録媒体加速部による加速度を用いることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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