JP5015666B2 - 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、イオノグラフィー方式、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、より詳しくは、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。

従来、この種の画像形成装置としては、像担持体上に画像が形成されないときに、像担持体を回転駆動する駆動手段からの駆動力により、像担持体と圧力ロールの少なくとも一方を移動させて圧接部の離間を行い、像担持体と圧力ロールの圧接部間に記録媒体が進入するタイミングと同期させて、像担持体と圧力ロールとを圧接させる付勢手段の付勢力を利用して圧接部の離間を解除するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、記録媒体の厚さに応じた押し下げ量で転写部材を押し下げて、像担持体と転写部材間に間隙を持たせることによって、像担持体と転写部材との圧接部に記録媒体が突入するときに発生する像担持体の速度変動を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。

また、像担持体あるいは転写部材に凹溝部を設け、記録媒体の厚さよりも間隔が狭い間隙を像担持体と転写部材との圧接部に形成し、像担持体と転写部材との圧接部への記録媒体の突入時に発生する像担持体の速度変動を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。

また、従来の画像形成装置の転写部の圧接部は、図１９〜図２２に示すように、中間転写ベルト５２上のトナー像の先端と同期して用紙５８を対向ローラ５６と転写ローラ５７との圧接部に搬送し、圧縮ばね５９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ベルト５２に担持されているトナー像を用紙５８に転写するようになっている。ここで、図１９、図２０は転写部の圧接部に用紙５８の先端が入るときの状態を示し、図２１、図２２は転写部の圧接部から用紙５８の後端が出るときの状態を示すものである。また、図１９（ａ）、図２０（ａ）、図２１（ａ）、図２２（ａ）は、用紙５８の幅方向における転写部の断面図を示し、図１９（ｂ）、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）、図２２（ｂ）は、用紙５８の搬送方向における転写部の断面図を示すものである。そして、転写部の圧接部に用紙５８の先端が入るときは、図１９に示すように、圧縮ばね５９によって中間転写ベルト５２に転写ローラ５７が押圧され、中間転写ベルト５２と転写ローラ５７の間に用紙５８の先端が噛み合って突入し、図２０に示すように、転写ローラ５７が用紙５８の厚さ相当分だけ押し下げられる。また、転写部の圧接部から用紙５８の後端が出るときは、図２１に示すように、転写ローラ５７が用紙５８の厚さ相当分だけ押し下げられた状態から、図２２に示すように、押し下げられていた転写ローラ５７が用紙５８の厚さ相当分だけ圧縮ばね５９による加圧力により押し上げられて用紙５８が通過した後の状態になる。
特開平６−２７４０５１号公報 特開平４−２４２２７６号公報 実公昭５６−４７６３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、記録媒体が突入するまでは圧接部を離間させているため、記録媒体の突入における像担持体の回転負荷が抑制されることは期待できるが、圧接部の離間を解除したときには、像担持体、記録媒体、転写ローラ間が付勢手段の付勢力によって衝突するため、像担持体に回転負荷が生じ、画像劣化の原因となるという問題があった。具体的には、図１６に示すように、転写ローラ５０３と像担持体５０１との間の間隙を解除する際に、アーム５０２に連結しているばね５０４の付勢力によって転写ローラ５０３が像担持体５０１に衝突して回転負荷が発生するという問題があった。

また、特許文献２に記載のものは、記録媒体の厚さに応じた押し下げ量で転写部材を押し下げて、像担持体と転写部材間に間隙を持たせることによって、記録媒体の突入時の速度変動の低減効果を記録媒体の厚さによらず得られると考えられるが、記録媒体の厚さを検知する装置を備えたり、記録媒体の厚さに応じて調整量を決定し駆動しなければならず、装置としては高コストで煩雑なものになるという問題があった。また、図１７に示すように、間隙を形成するためにモータ５１１をローラの駆動とは別に設ける必要があるためコスト高になってしまうという問題があった。

また、特許文献３に記載のものは、凹状の溝部を用いて間隙を形成しており、記録媒体の突入時における像担持体の回転負荷が抑制されることは期待できるが、凹状の溝部を設けた部分のみ像担持体または転写部材が接する状態になるため、その部分のみに局所的に応力集中が発生し、長期間使用の際には塑性変形が発生する恐れがあるという問題があった。具体的には、図１８に示すように、ローラ５２１の端部がローラ５２２に常時圧接する構成になっているため、圧接部に局所的な応力集中が発生し、長期間使用する際にローラが変形する恐れがあるという問題があった。

また、一般に、電子写真方式を採用した従来の画像形成装置であって、記録紙を挟んだ状態で転写ローラを像担持体に押圧して転写を行う転写方式を採用したものは、転写ローラと像担持体との圧接部に記録紙の先端が突入する際に像担持体の搬送速度が一時的に遅くなる現象が生じ、特に記録紙が厚いものであるほどその現象は顕著になるという問題がある。特に、近年は、装置の小型化の要請から、レジストローラから転写ローラと像担持体との圧接部までの距離が短くなっているため、像担持体の速度変動は従来以上に問題となっている。

像担持体の搬送速度が一時的に遅くなるこの現象により、転写プロセスだけでなく、感光体上で行われるクリーニング、露光、現像のプロセスの線速までもが変動し、主走査方向の筋や、副走査方向の帯状濃淡ムラ、画像ずれ等のバンディングと呼ばれる画像不良が生じるという問題がある。

また、図１９〜図２２に示す従来の画像形成装置においては、転写部の圧接部に用紙５８の先端が入るときは、転写ローラ５７を用紙５８の厚さ相当分だけ押し下げるために中間転写ベルト５２を介して対向ローラ５６の回転トルクが使われるため、対向ローラ５６の回転負荷および中間転写ベルト５２の走行負荷が生じる。このため、図示しない感光体ドラムと中間転写ベルト５２との間の一次転写部で位置ずれが生じ、用紙５８に形成された画像に画像濃度ムラが発生するという問題があった。この場合の濃度ムラは、２つの転写部間の距離、すなわち一次転写部から二次転写部までの距離をＬ１とすると、用紙５８の先端からＬ１の位置の間に発生する。一方、転写部の圧接部から用紙５８の後端が出るときは、中間転写ベルト５２を介して対向ローラ５６の回転方向に負荷トルクが発生するため、対向ローラ５６の回転が加速されるとともに中間転写ベルト５２の走行が加速される。このため、一次転写部で位置ずれが生じ、用紙５８に形成された画像に画像濃度ムラが発生するという問題があった。この場合の濃度ムラは、用紙５８の後端から次の用紙先端までの距離をＬ２とし、用紙５８の副走査方向の長さをＬとすると、Ｌ２＜Ｌ１＜Ｌ２＋Ｌであれば次の用紙５８の先端からＬ１−Ｌ２の位置の間に発生する。なお、上記の問題は、転写部の圧接部だけではなく、転写部の用紙搬送方向上流に位置するレジスト部の圧接部においても同様に発生する。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、像担持体に生じる回転負荷を低減して良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、画像を担持して回転する像担持体と、前記像担持体に当接して回転するとともに前記像担持体の表面に形成された画像を記録媒体に転写する転写部材と、前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、前記像担持体と前記転写部材とが当接する当接面と同一面上で回転する間隙形成部材を有し、前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に、前記記録媒体が突入する直前に、前記間隙形成部材を挿入して間隙を形成する間隙形成手段とを備えたことを特徴とする。

この構成により、像担持体と転写部材とが当接する位置に、記録媒体が突入する直前に、間隙形成部材を挿入して間隙を形成するので、像担持体に生じる回転負荷を低減して良好な画像形成を行うことができ、また、間隙形成部材を、前記像担持体と前記転写部材とが当接する当接面と同一面上で回転させることにより、像担持体と転写部材とが当接する位置を間隙形成部材が通過するときに、間隙形成部材が過大に折り曲げられるのを防ぐことができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記間隙形成手段は、前記記録媒体搬送手段により搬送される前記記録媒体の推進力により、前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に、前記記録媒体が突入する直前に、前記間隙形成部材を挿入して間隙を形成することを特徴とする。

この構成により、像担持体と転写部材とが当接する位置に、記録媒体の先端に押されて間隙形成部材が挿入されるので、像担持体と転写部材とが当接する位置に記録媒体が突入する直前にタイミング良く間隙形成部材を挿入することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記転写部材または前記像担持体と同一の駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達する伝達手段と、前記間隙形成部材を支持する支持部材とを有する駆動手段と、前記支持部材の運動を抑制する制御手段とを有することを特徴とする。

この構成により、間隙形成部材を駆動するための駆動源を別途に設ける必要がなくなるため、構造が複雑になることを回避することができ、コストの低減および省スペース化を図ることができる。また、駆動力を伝達する伝達手段と制御手段により、間隙形成部材を任意のタイミングで像担持体と転写部材とが当接する位置に挿入することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記伝達手段が、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向が異なるように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達する軸線方向変更手段と、前記駆動源からの駆動力を制限して伝達する駆動力制限手段を有することを特徴とする。

この構成により、像担持体と転写部材とが当接する当接面と同一面上で間隙形成部材が回転するよう、駆動源である転写部材からの駆動力を間隙形成部材に伝達することができる。また、駆動源からの駆動力が駆動力制限手段を介して制限して間隙形成部材に伝達されるので、支持部材の運動が制御手段により抑制されているときに、転写部材または像担持体の駆動源に影響を及ぼすことがなくなる。また、支持部材の運動が制御手段により抑制されていないときに、支持部材が確実に回転することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記軸線方向変更手段は、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向が直交するように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達することを特徴とする。

この構成により、駆動源の回転軸の軸線方向と間隙形成部材の回転軸の軸線方向が直交するために、かさ歯車等の簡便で安価な歯車を用いて駆動源からの駆動力を間隙形成部材に伝達することができる。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記軸線方向変更手段は、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向がねじれの位置の関係になるように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達することを特徴とする。

この構成により、間隙形成部材の回転軸の設置位置に関する自由度を向上させることができる。また、間隙形成部材の回転軸を転写部材の回転軸よりも記録媒体の搬送方向上流側に配置することにより、間隙形成部材を記録媒体の幅方向に平行に待機させることができ、間隙形成部材が記録媒体に押されるときに安定して記録媒体から推進力を受けることができる。

本発明によれば、像担持体に生じる回転負荷を低減して良好な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置５０は、プリンタ部１００、給紙部２００、スキャナ部３００および原稿自動搬送部４００を備えている。また、画像形成装置５０は、これら各部の動作を制御する図示しない制御手段を備えている。

プリンタ部１００は、中間転写部１０１および露光装置、画像形成部、定着ユニット、トナー供給装置等を備え、記録媒体である用紙８（図２参照）に画像形成を行うものである。給紙部２００は、複数の給紙カセット、用紙搬送路等を備え、用紙８の貯留および搬送をするものである。スキャナ部３００は、コンタクトガラス３０１を備え、コンタクトガラス３０１上に載置された原稿の画像情報を読み取るものである。また、原稿自動搬送部４００は、原稿トレー４０１を備え、原稿トレー４０１に載置された原稿をコンタクトガラス３０１上に搬送するものである。すなわち、画像形成装置５０は、本発明に係る画像形成装置を、カラーレーザ複写機に適用した例を示している。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の中間転写部の断面図である。

図２に示すように、中間転写部１０１は、像担持体としての中間転写ベルト２、駆動ローラ３、従動ローラ４、テンションローラ５、対向ローラ６を備えている。像担持体である中間転写ベルト２は、駆動ローラ３、従動ローラ４、テンションローラ５および対向ローラ６によって張架されて、駆動ローラ３によって図の時計回りに駆動されるようになっている。中間転写ベルト２は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色にそれぞれ対応する４つの感光体ドラム１から一次転写されたトナー像を担持し、このトナー像を対向ローラ６および対向ローラ６に圧接するように設けられた転写ローラ７まで移動するようになっている。

転写ローラ７は、転写ローラ軸１０に軸支されて対向ローラ６の下部で中間転写ベルト２に接触して回転するようになっている。また、転写ローラ軸１０の両端部は、圧縮ばね９により上方に付勢されるとともに、転写ローラ７は、圧縮ばね９の付勢力によって対向ローラ６に加圧されている。また、対向ローラ６および転写ローラ７は、中間転写ベルト２が担持するトナー像を用紙８に二次転写するようになっている。対向ローラ６と転写ローラ７の右側には、対向ローラ６と転写ローラ７が中間転写ベルト２に圧接する圧接部に用紙８を搬送するレジストローラ２６およびレジスト加圧ローラ２７が設けられている。レジストローラ２６は図示しないモータにより駆動され、レジスト加圧ローラ２７はレジストローラ２６と接触して従動する。

また、レジストローラ２６およびレジスト加圧ローラ２７の用紙搬送方向下流側の経路には、転写部１０２への用紙８の先端の突入を検知するとともに転写部１０２から用紙８の後端が抜けたことを検知する転写部用紙通過検知センサ１９が設けられている。

転写動作時には、給紙部２００から供給された用紙８は、レジストローラ２６およびレジスト加圧ローラ２７の設置箇所で一旦待機し、中間転写ベルト２にトナー像が転写されると、レジストローラ２６およびレジスト加圧ローラ２７により、中間転写ベルト２上のトナー像の先端と同期をとって対向ローラ６と転写ローラ７が中間転写ベルト２に圧接する圧接部に搬送される。圧接部において中間転写ベルト２と転写ローラ７に挟まれた用紙８には、圧縮ばね９による加圧力と図示しない転写バイアスによって、中間転写ベルト２で担持されているトナー像が転写される。このように、画像形成装置５０は、一次転写によりトナー像が転写された中間転写ベルト２をレジストローラ２６により挟持して搬送し、このトナー像を転写ローラ７により用紙８に二次転写する中間転写方式を採用するものである。なお、対向ローラ６と転写ローラ７は転写部１０２を構成するとともに、レジストローラ２６、レジスト加圧ローラ２７はレジスト部１０３を構成している。なお、像担持体は、中間転写ベルト２に限定されるものではなく、感光体ドラム１であってもよい。すなわち、図２は、中間転写ベルト２と転写ローラ７とが接触して用紙８に二次転写を行う中間転写タイプの構成を示すものであるが、感光体ドラム１と転写ローラ７とが接触して用紙８に直接転写を行う直接転写タイプの構成であっても、本発明を適用することができる。

図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。また、図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の側面図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、転写部１０２は、対向ローラ６と転写ローラ７とが中間転写ベルト２に圧接する圧接部において中間転写ベルト２と転写ローラ７との間に間隙を形成する転写部間隙形成部材１２と、この転写部間隙形成部材１２を支持するとともに転写部１０２の圧接面、すなわち、中間転写ベルト２と転写ローラ７とが当接する当接面と同一面上で回転する転写部間隙形成部材支持部材１１を備えている。転写部間隙形成部材１２は、用紙８よりも薄く設定されている。

転写部間隙形成部材１２は、対向ローラ６と転写ローラ７に挟まれたときに双方のローラに密着するための十分な柔軟性が要求されるとともに、対向ローラ６と転写ローラ７に挟まれていない待機状態においては復元力によりある程度の平面性を保っていなければならない。そのため、転写部間隙形成部材１２には、可撓性のシート材料を用いている。可撓性のシート材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリイミド（ＰＩ）等の高分子材料が好適であり、特にポリイミド（ＰＩ）は機械的特性に優れており好ましい。また、可撓性のシート材料として金属材料からなるシート材料を用いる場合は、金属薄板として市場に供給されているリン青銅条、ベリリウム銅条等が好適であるが、ステンレス鋼条は機械的特性に優れるためより好適である。ステンレス鋼条としてはＳＵＳ３０４−ＣＳＰが最も優れている。また、ステンレス鋼条としては析出硬化系のＳＵＳ６３１−ＣＳＰがあるが、繰り返し疲労を考慮すれば、オーステナイト系のＳＵＳ６３１−ＣＳＰを用いることが好ましい。また、転写部間隙形成部材１２は、所望の肉厚に加工し易い電鋳法によりニッケル箔で製作することもできる。

図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。また、図４（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、転写部１０２は、転写ローラ軸１０に圧入されたかさ歯車２３と、かさ歯車２３と歯合するとともに回転軸２４ａに圧入されたかさ歯車２４とを備えている。かさ歯車２３とかさ歯車２４の減速比は１となっている。

また、転写部１０２は、回転軸２４ａの回転駆動力を転写部間隙形成部材支持部材１１に伝える伝達手段を構成する転写部トルクリミッタ１３を備えている。すなわち、転写部間隙形成部材１２の駆動源は、直接的には転写ローラ軸１０となっており、更に、間接的には転写ローラ１０と接触する中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ３となっている。転写部間隙形成部材支持部材１１には、転写部トルクリミッタ１３が圧入されており、転写部トルクリミッタ１３には、回転軸２４ａが挿入されている。転写ローラ軸１０の回転駆動力は、転写部トルクリミッタ１３によって転写部間隙形成部材支持部材１１に伝達される。転写部間隙形成部材支持部材１１は、転写部トルクリミッタ１３に加わる負荷トルクが設定トルク以下であれば、かさ歯車２３、２４を介して伝達された転写ローラ軸１０の駆動力により回転軸２４ａを回転中心として回転することができる。なお、転写部トルクリミッタ１３の設定トルクは、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転運動を抑制しても転写ローラ軸１０の回転には影響が無いように設定されている。また、転写ローラ軸１０の回転軸の軸線と転写部間隙形成部材支持部材１１の回転軸の軸線は直交している。

また、転写部１０２は、側板２５のブラケット２５ａに取り付けられた転写部ソレノイド１５を有している。転写部ソレノイド１５は、転写部間隙形成部材支持部材１１の上面に設けられた突起１１ａにプランジャ１５ａを当接させることで、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制するためのものである。転写部ソレノイド１５のプランジャ１５ａは、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を規制する下降した位置、すなわち回転を抑制する位置と、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を許容する上昇した位置、すなわち回転の抑制を解除する位置との間を移動可能となっている。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部を制御する制御部のブロック図である。

図５に示すように、制御部１０４は、転写部用紙通過検知センサ１９からの検知信号が入力されるマイクロプロセッサ２１と、転写部ソレノイド１５を駆動する転写部ソレノイド駆動回路２２とを備えている。マイクロプロセッサ２１は、転写部用紙通過検知センサ１９によって転写部１０２への用紙８の突入が検知されたとき、および転写部１０２から用紙８の後端が抜けたことを検知したときに、転写部ソレノイド駆動回路２２によって転写部ソレノイド１５を駆動させるようになっている。すなわち、本実施の形態では、転写部１０２に用紙８の先端が突入するとき、および転写部１０２から用紙８の後端が抜けるとき、転写部１０２に間隙を形成して中間転写ベルト２の速度変動を抑制するようになっている。

なお、転写部１０２の圧接部においては、転写ローラ７と回転軸２４ａとの距離Ｌを、転写ローラ７の半径と等しく設定することにより、転写部間隙形成部材１２の根元部分における線速が転写ローラ７と等しくなるようにしているため、転写部間隙形成部材１２の先端部における線速は、転写ローラ７よりも早くなる。このため、転写部間隙形成部材１２が転写部１０２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部トルクリミッタ１３は、正逆両方の回転方向に駆動力を制限するようになっている。また、転写部間隙形成部材１２が転写部１０２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部間隙形成部材１２に摩擦係数の低いテフロン（登録商標）テープ等を貼り付けてもよい。

次に、このように構成された画像形成装置５０の動作を説明する。

図６は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御部の動作を説明するフロー図である。また、図７（ａ）〜図７（ｃ）および図８（ａ）〜図８（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部における転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す平面図である。

図６に示すように、制御部１０４は、プリント待機時において、設定モードが厚紙モードであるか否かを判別して（ステップＳ１）、厚紙モードである場合はプリント要求があるか否かを判別する（ステップＳ２）。また、制御部１０４は、プリント要求がある場合は中間転写ベルト２の駆動を開始する（ステップＳ３）。

次いで、制御部１０４は、用紙８の先端が転写部１０２に突入したことを検知したか否かを判別し（ステップＳ４）、用紙８の突入を検知した場合は、転写部ソレノイド１５をオンにする（ステップＳ５）。転写部ソレノイド１５がオンになると、プランジャ１５ａが上昇し、転写部間隙形成部材支持部材１１が回転を開始する。次いで、制御部１０４は、転写部ソレノイド１５をオフにする（ステップＳ６）。転写部ソレノイド１５がオフになると、プランジャ１５ａが下降し、１回転を終えて元の状態に戻った転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を規制する。

このように、図７（ａ）に示す待機状態において、ユーザーが厚紙モードを選択しているときに、転写部用紙通過検知センサ１９によって用紙８の先端の通過が検知されると、転写部ソレノイド駆動回路２２により転写部ソレノイド１５が駆動され、プランジャ１５ａが上昇する。これにより、転写部間隙形成部材支持部材１１および転写部間隙形成部材１２は、回転運動が許容され、かさ歯車２３、２４および転写部トルクリミッタ１３を介して転写部間隙形成部材支持部材１１に伝達される転写ローラ軸１０の駆動力により、回転軸２４ａを回転中心として運動することになる。その後、図７（ｂ）に示すように、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転によって、用紙８が転写部１０２の圧接部に突入する直前に、転写部間隙形成部材１２により転写部１０２の圧接部に間隙が形成され、中間転写ベルト２の速度変動が抑制される。このとき、転写部間隙形成部材１２は、中間転写ベルト２と転写ローラ７とが当接する当接面と同一面上を回転しながら転写部１０２に挿入されるので、変形を起こすことはない。転写部ソレノイド駆動回路２２により転写部ソレノイド１５がオフになると、図７（ｃ）に示すようにプランジャ１５ａが下降し、次いで、図８（ａ）に示すように、一回転して元の状態に戻った転写部間隙形成部材支持部材１１の運動が抑制される。

次いで、制御部１０４は、用紙８の後端が転写部１０２から抜けたことを検知したか否かを判別し（ステップＳ７）、用紙８の後端の抜けを検知した場合は、転写部ソレノイド１５をオンにする（ステップＳ８）。転写部ソレノイド１５がオンになると、プランジャ１５ａが上昇し、転写部間隙形成部材支持部材１１が回転を開始する。次いで、制御部１０４は、転写部ソレノイド１５をオフにする（ステップＳ９）。転写部ソレノイド１５がオフになると、プランジャ１５ａが下降し、１回転を終えて元の状態に戻った転写部間隙形成部材支持部材１１の回転が規制される。

このように、転写部用紙通過検知センサ１９によって用紙８の後端の通過が検知されると、転写部１０２において上記と同様の動作となって、図８（ｂ）に示すように、用紙８の後端が転写部１０２を完全に抜け出す前に転写部間隙形成部材１２が転写部１０２の圧接部に挿入されて中間転写ベルト２の加速を緩和する。また、図８（ｃ）に示すように、転写部ソレノイド駆動回路２２により転写部ソレノイド１５がオフになるとプランジャ１５ａが下降し、図７（ａ）に示すように、一回転して元の状態に戻った転写部間隙形成部材支持部材１１の運動が抑制される。

なお、厚紙モードが選択されない場合は、転写部ソレノイド１５がオフの状態でプランジャ１５ａが下降したままで待機するので、普通紙の画像形成サイクル、すなわち厚紙より薄い通常の厚さの用紙８を対象としたモードで印刷が行われ、転写部間隙形成部材１２は転写部１０２の圧接部に挿入されない。なお、転写部１０２の他端部側も同様に構成されている。

以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置は、中間転写ベルト２と転写ローラ７とが当接する当接面と同一面上で回転する転写部間隙形成部材１２を有し、転写部１０２の圧接部に、用紙８が突入する直前に、転写部間隙形成部材１２を挿入して間隙を形成するので、中間転写ベルト２に生じる回転負荷を低減して良好な画像形成を行うことができ、転写部１０２の圧接部を転写部間隙形成部材１２が通過するときに、転写部間隙形成部材１２が過大に折り曲げられるのを防ぐことができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置は、転写ローラ７と同一の駆動源からの駆動力を伝達するかさ歯車２３、２４と、転写部間隙形成部材支持部材１１とによって転写部間隙形成部材１２を回転させ、制御部１０４により制御される転写部ソレノイド１５によって転写部間隙形成部材支持部材１１の運動を抑制するので、転写部間隙形成部材１２を駆動するための駆動源を別途に設ける必要がなくなるため、構造が複雑になることを回避することができ、コストの低減および省スペース化を図ることができ、また、転写部ソレノイド１５の上昇および下降により転写部間隙形成部材１２を任意のタイミングで転写部１０２の圧接部に挿入することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置は、かさ歯車２３、２４によって、転写ローラ７の回転軸の軸線方向と転写部間隙形成部材１２の回転軸の軸線方向が異なるように、転写ローラ７からの駆動力を転写部間隙形成部材１２に伝達しているので、中間転写ベルト２と転写ローラ７とが当接する当接面と同一面上で転写部間隙形成部材１２が回転するよう、転写ローラ７からの駆動力を転写部間隙形成部材１２に伝達することができる。また、転写部トルクリミッタ１３が、転写ローラ７からの駆動力を制限して転写部間隙形成部材１２に伝達するようになっているので、転写部間隙形成部材支持部材１１の運動が抑制されているときに、転写ローラ７の回転が影響を受けることがなく、転写部間隙形成部材支持部材１１の運動が抑制されていないときには、転写部間隙形成部材支持部材１１が確実に回転することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置は、かさ歯車２３、２４によって、転写ローラ７の回転軸の軸線方向と転写部間隙形成部材１２の回転軸の軸線方向が直交するように、転写ローラ７からの駆動力を転写部間隙形成部材１２に伝達しているので、簡便で安価に転写ローラ７からの駆動力を転写部間隙形成部材１２に伝達することができる。

（第２の実施の形態）
図９（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。また、図９（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。また、図９（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の斜視図である。なお、前述の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、転写部１１２は、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制する抑制部材２８、トーションコイル４４、固定部材２９を備えている。固定部材２９は、側板２５の側面に固定されている。抑制部材２８は、ねじりばねであるトーションコイル４４を介して固定部材２９に対して所定の角度範囲内で回動できるようになっている。抑制部材２８は、用紙８の搬送経路における転写部１１２の圧接部の直前で転写部間隙形成部材１２０が待機するように、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制するようになっている。

トーションコイル４４は、抑制部材２８と固定部材２９とが所定の角度範囲内である場合において、ねじりばねとしての復元力によって抑制部材２８を転写部間隙形成部材支持部材１１の突起１１ａに当接させることにより転写部間隙形成部材１２０の回転を抑制するとともに、抑制部材２８と固定部材２９とが所定の角度以上に開いた場合に、転写部間隙形成部材支持部材１１の軌道が抑制部材２８の可動範囲から外れて転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を許容するようになっている。

ここで、抑制部材２８と固定部材２９とが成す初期角度をａ１[ｒａｄ]、所定の角度、すなわち、抑制部材２８が転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制する限界の角度をａ２［ｒａｄ］、トーションコイル４４のねじりばね定数をＫ［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］とすると、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制するトルクは最大でｋ（ａ２−ａ１）［Ｎ・ｍ］となる。また、転写部トルクリミッタ１３の限界トルクＴＬ［Ｎ・ｍ］をｋ（ａ２−ａ１）［Ｎ・ｍ］以下に設定すれば、抑制部材２８と固定部材２９とが成す角度が所定の角度ａ２［ｒａｄ］になるまでは、転写部トルクリミッタ１３による駆動伝達が遮断され、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転が抑制される。このため、転写部トルクリミッタ１３の限界トルクＴＬの成立条件に関して以下の関係式が成り立つ。

また、用紙８の推進力をＦ、転写ローラ７の半径をｒとすると、用紙８の先端が転写部間隙形成部材１２０の間に突入する際に、転写部間隙形成部材支持部材１１に働く回転トルクはｒＦとなる。このため、用紙８の先端が転写部間隙形成部材１２０の間に突入する際に、トーションコイル４４がａ２［ｒａｄ］以上開き、転写部間隙形成部材支持部材１１の軌道が抑制部材２８の可動範囲から外れて転写部間隙形成部材支持部材１１が回転をするには、以下の関係式を満たす必要がある。

したがって、転写部トルクリミッタ１３の限界トルクＴＬ、トーションコイル４４のねじりばね定数ｋ、初期角度ａ１、所定の角度ａ２は、数式１、数式２の関係式を満たすように設定すればよい。

また、用紙８の推進力Ｆは、座屈荷重Ｐと等しい値であるので、オイラーの方程式から用紙８の座屈荷重を算出することによって求めることができる。ここでは、図１１に示すように、用紙８の先端において、水平、鉛直固定、回転自由という境界条件を設定し、用紙８のヤング率をＥ、用紙８の断面二次モーメントをＩ、レジスト部１０３から転写部１１２までの距離をｌとすると、用紙８の座屈荷重Ｐに関して以下の関係式が成り立つ。

用紙推進力Ｆは、座屈荷重Ｐと等しくなるので、数式３により用紙８の座屈荷重Ｐを算出し、数式１、数式２を用いて設定すればよい。

また、図９（ｃ）に示すように、転写部間隙形成部材１２０は、２つのシート部材１２０ａ、１２０ｂを略Ｖ字形状に接合したものから構成されている。シート部材１２０ａとシート部材１２０ｂは、用紙８の搬送方向下流側が接続されるとともに、用紙８の搬送方向上流側が開くように構成されている。また、転写部間隙形成部材１２０は、シート部材１２０ａ、１２０ｂに用紙８の先端が挟持されるとともに、用紙８の推進力により押されることにより、転写部１１２の圧接部に入り込むようになっている。転写ローラ７に接するシート部材１２０ｂは、対向ローラ６に接するシート部材１２０ａよりも副走査方向に長くなるよう形成されており、用紙８の先端は、図１０（ａ）に示すように、先ずシート部材１２０ａまたはシート部材１２０ｂの何れかまたは双方に当接してから、図１０（ｂ）に示すように、対向ローラ６と転写ローラ７によってシート部材１２０ａとシート部材１２０ｂの間に挟持されるようになっている。また、シート部材１２０ａ、１２０ｂは転写部間隙形成部材支持部材１１とともに回転するため、用紙８の先端は、図１０（ｃ）に示す転写部１１２の圧接部に挟持された状態の後、次第にシート部材１２０ａ、１２０ｂから離隔するようになっている。

なお、転写部１１２の圧接部においては、転写部間隙形成部材１２０の先端部における線速は、転写ローラ７表面の線速よりも速くなる。このため、転写部間隙形成部材１２０が転写部１１２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部トルクリミッタ１３は、正逆両方の回転方向に駆動力を制限するようになっている。また、転写部間隙形成部材１２０が転写部１１２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部間隙形成部材１２０に摩擦係数の低いテフロン（登録商標）テープ等を貼り付けてもよい。また、転写部間隙形成部材１２０と用紙８との接触部が大きいほうが、転写部間隙形成部材１２０が用紙８により安定して回転されるので、転写ローラ７の軸線方向における転写部間隙形成部材１２０の長さを大きくすることが好ましい。

次に、このように構成された画像形成装置５０の動作を説明する。

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）および図１３（ａ）、図１３（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す側面図である。

プリント待機状態では、図１２（ａ）に示すように、転写ローラ７は回転しないので、転写部間隙形成部材支持部材１１は静止した状態であり、抑制部材２８は初期角度ａ１を維持する。

中間転写ベルト２の駆動が開始すると、図１２（ｂ）に示すように、転写ローラ７が回転するので、転写部間隙形成部材支持部材１１は転写部トルクリミッタ１３を介して回転し、抑制部材２８を押し広げる。抑制部材２８は、抑制部材２８の角度がａ２になり、トーションコイル４４の復元力が転写部トルクリミッタ１３の限界トルクＴＬに達するまで、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転を抑制する。

用紙８が転写部間隙形成部材１２０に突入すると、図１２（ｃ）に示すように、用紙８の推進力Ｆが、転写部間隙形成部材１２０を介して転写部間隙形成部材支持部材１１の回転トルクとなって抑制部材２８をさらに押し広げるため、転写部間隙形成部材支持部材１１が回転する。

用紙８が転写部１１２の圧接部に突入しているときは、図１３（ａ）に示すように、用紙８の先端を転写部間隙形成部材１２０が挟持した状態で転写ローラ７が押し下げられる。そして、転写部間隙形成部材支持部材１１の回転により抑制部材２８がさらに押し広げられると、転写部間隙形成部材支持部材１１の軌道が抑制部材２８の可動範囲から外れる。このとき、抑制部材２８は、トーションコイル４４の復元力により初期角度ａ１となる。

用紙８が転写部１１２の圧接部に突入した後は、図１３（ｂ）に示すように、転写部間隙形成部材１２０が用紙８の先端から離隔し、転写部間隙形成部材支持部材１１は、引き続き転写部トルクリミッタ１３からの駆動伝達により回転する。その後、転写部間隙形成部材支持部材１１は、抑制部材２８の設置位置に到達し、用紙８が転写部１１２に搬送される毎に上述の動作が繰り返される。なお、転写部１１２の他端部側も同様に構成されている。

以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置は、レジスト部１０３により搬送される用紙８の推進力により転写部間隙形成部材１２０が押されて、転写部１１２の圧接部に挿入されることにより、用紙８が転写部１１２に突入する直前に、転写部１１２に間隙を形成するようになっているので、転写部１１２の圧接部に用紙８が突入する直前にタイミング良く間隙を形成することができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置は、転写部間隙形成部材１２０が、転写ローラ７からかさ歯車２３、２４および転写部トルクリミッタ１３を介して駆動力を伝達されるとともに、トーションコイル４４と抑制部材２８により用紙８の搬送経路上で待ち受けるように制御されるので、転写部間隙形成部材１２０を駆動するための駆動源を別途に設ける必要がなくなるため、構造が複雑になることを回避することができ、コストの低減および省スペース化を図ることができ、転写部間隙形成部材１２０をタイミング良く転写部１１２の圧接部に挿入することができる。

（第３の実施の形態）
図１４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。また、図１４（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。また、図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の側面図である。なお、前述の実施の形態と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５に示すように、転写部１２２は、転写ローラ軸１０に圧入されたハイポイドギヤ１２３と、ハイポイドギヤ１２３と歯合するハイポイドギヤ１２４とを備え、ハイポイドギヤ１２３、１２４によって転写ローラ軸１０の駆動力を転写部間隙形成部材支持部材１１に伝達するようになっている。ハイポイドギヤ１２４は、転写部１２２の圧接部に対して用紙８の搬送方向上流側においてハイポイドギヤ１２３と歯合する。すなわち、ハイポイドギヤ１２４は、転写部１２２の圧接部に対して用紙８の搬送方向上流側にオフセットして設けられており、転写ローラ軸１０の軸線方向と、転写部間隙形成部材１２０の回転軸の軸線とはねじれの位置の関係となっている。

ハイポイドギヤ１２４には、回転軸１２４ａが圧入されるとともに、回転軸１２４ａの外周部には、転写部トルクリミッタ１３が設けられている。回転軸１２４ａの回転は、転写部トルクリミッタ１３を介して転写部間隙形成部材支持部材１１に伝達される。

転写部間隙形成部材支持部材１１に支持された転写部間隙形成部材１２０は、転写部１２２の圧接部に対して用紙８の搬送方向上流側で、用紙８の幅方向に平行な状態で待機するようになっている。なお、転写部１２２の他端部側も同様に構成されている。

なお、ハイポイドギヤ１２３、１２４の減速比は、１以下の値となり、転写ローラ軸１０の回転よりも転写部間隙形成部材支持部材１１の回転が遅くなる。このため、転写部間隙形成部材１２０が転写部１２２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部トルクリミッタ１３は、正逆両方の回転方向に駆動力を制限するようになっている。また、転写部間隙形成部材１２０が転写部１２２の圧接部において過大なせん断力を受けることのないように、転写部間隙形成部材１２０に摩擦係数の低いテフロン（登録商標）テープ等を貼り付けてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る画像形成装置は、ハイポイドギヤ１２３、１２４を介して駆動力の授受が転写ローラ７と転写部間隙形成部材１２０の双方の回転軸の軸線方向がねじれの位置の関係になっており、また、転写部間隙形成部材１２０は、転写部１２２の圧接部に対して用紙８の搬送方向上流側で、用紙８の幅方向に平行な状態で待機するようになっているので、転写部間隙形成部材１２０の回転軸の設置位置に関する自由度を向上させることができ、転写部間隙形成部材１２０の回転軸を転写ローラ７の回転軸よりも用紙８の搬送方向上流側に配置することにより、転写部間隙形成部材１２０を用紙８の幅方向に平行に待機させることができ、転写部間隙形成部材１２０が用紙８に押されるときに安定して用紙８から推進力を受けることができる。

以上のように、本発明に係る画像形成装置は、像担持体に生じる回転負荷を低減して良好な画像形成を行うことができるという効果を有し、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、イオノグラフィー方式、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として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の中間転写部の断面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の側面図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の制御部を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の制御部の動作を説明するフロー図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す平面図である。 （ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の側面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部およびレジスト部の側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の転写部間隙形成部材の回転運動を時系列で示す平面図である。 （ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の平面図である。（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る画像形成装置の転写部の圧接部の側面図である。 従来の画像形成装置の転写ローラの構成を示す側面図である。 従来の画像形成装置の転写部材の構成を示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の画像形成装置の転写部材の構成を示す側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の画像形成装置の転写部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の画像形成装置の転写部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の画像形成装置の転写部の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来の画像形成装置の転写部の断面図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 中間転写ベルト（像担持体）
３ 駆動ローラ
４ 従動ローラ
５ テンションローラ
６ 対向ローラ
７ 転写ローラ（転写部材）
８ 用紙（記録媒体）
９ 圧縮ばね
１０ 転写ローラ軸（駆動源）
１１ 転写部間隙形成部材支持部材（間隙形成手段）
１１ａ 突起
１２ 転写部間隙形成部材（間隙形成手段、間隙形成部材）
１３ 転写部トルクリミッタ（駆動力制限手段）
１５ 転写部ソレノイド（制御手段）
１５ａ プランジャ
１６ 引張りばね
１９ 転写部用紙通過検知センサ
２１ マイクロプロセッサ
２２ 転写部ソレノイド駆動回路
２３、２４ かさ歯車（軸線方向変更手段）
２４ａ 回転軸
２５ 側板
２５ａ ブラケット
２６ レジストローラ
２７ レジスト加圧ローラ
２８ 抑制部材（制御手段）
２９ 固定部材
４４ トーションコイル（制御手段）
４８ ゴム片
５０ 画像形成装置
１００ プリンタ部
１０１ 中間転写部
１０２、１１２、１２２ 転写部
１０３ レジスト部（記録媒体搬送手段）
１０４ 制御部（制御手段）
１２０ 転写部間隙形成部材（間隙形成手段、間隙形成部材）
１２０ａ、１２０ｂ シート部材（間隙形成部材）
１２３、１２４ ハイポイドギヤ（軸線方向変更手段）
２００ 給紙部
３００ スキャナ部
３０１ コンタクトガラス
４００ 原稿自動搬送部
４０１ 原稿トレー

Claims (5)

1. 画像を担持して回転する像担持体と、
   前記像担持体に当接して回転するとともに前記像担持体の表面に形成された画像を記録媒体に転写する転写部材と、
   前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
   前記像担持体と前記転写部材とが当接する当接面上で回転する間隙形成部材を有し、前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に、前記記録媒体が突入する直前に、前記間隙形成部材を挿入して間隙を形成する間隙形成手段とを備え、
   前記間隙形成手段は、前記記録媒体搬送手段により搬送される前記記録媒体の推進力により、前記像担持体と前記転写部材とが当接する位置に、前記記録媒体が突入する直前に、前記間隙形成部材を挿入して間隙を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写部材または前記像担持体と同一の駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達する伝達手段と、前記間隙形成部材を支持する支持部材とを有する駆動手段と、
   前記支持部材の運動を抑制する制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記伝達手段が、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向が異なるように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達する軸線方向変更手段と、前記駆動源からの駆動力を制限して伝達する駆動力制限手段を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記軸線方向変更手段は、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向が直交するように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記軸線方向変更手段は、前記駆動源の回転軸の軸線方向と前記間隙形成部材の回転軸の軸線方向がねじれの位置の関係になるように、駆動源からの駆動力を前記間隙形成部材に伝達することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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