JP5034989B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、特に、タンデム方式を採用し、用紙を像担持体と転写部材とで形成されるニップ部で搬送し、該用紙上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの画像形成ユニットを用いたタンデム方式のカラーの画像形成装置においては、それぞれの感光体上に形成した単色の画像を、中間転写ベルト上で重ね合わせた後に用紙に転写する間接転写方式や、ベルト上で搬送される用紙に転写する直接転写方式が知られている。さらに、画像形成ユニットなどの配置の自由度やベルトに関するコストの削減を優先して、ベルトを用いることなく、感光体と転写ローラとの対で形成されるニップ部で用紙を搬送しながらトナーを用紙に転写するベルトレスの直接転写方式も知られている（特許文献１）。

ところが、ベルトレスの直接転写方式では、用紙の搬送安定性を担うベルトが存在しないため、いかにして安定的に用紙を搬送するかが大きな課題となっている。用紙の搬送安定性は、副走査方向の安定性（搬送速度の安定性）と、主走査方向の安定性（搬送方向の安定性）に分けられる。

ベルトレスの直接転写方式では、用紙の搬送方向の安定性が乱れると、カラー画像に色ずれが生じるため、特に高精度な安定性が要求される。用紙の搬送方向の安定性に関しては、特許文献２に、用紙の一側部を規制するサイド規制板を設けるとともに、短軸ローラを搬送方向に対して傾斜して配置し、該短軸ローラにて用紙をサイド規制板に付勢することが記載されている。しかし、用紙へのトナー転写領域には感光体と転写ローラとが配置されており、短軸ローラを設置するスペース的な余裕はない。また、用紙上の未定着トナーに接するように、傾斜した短軸ローラを設けることは、画像こすれが生じるおそれがある。

なお、転写ローラの摩擦係数については特許文献３に詳しく開示されている。
特開平７−３１９２５４号公報 特開２００２−３７０８５０号公報 特開２００１−１００５４９号公報

そこで、本発明の目的は、タンデム方式で、かつ、ベルトレスの直接転写方式を採用し、トナー転写領域における用紙の搬送方向を安定化させることのできる画像形成装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、第１の発明は、
像担持体と該像担持体上のトナーを用紙に転写する転写部材とを複数対備え、像担持体と転写部材とで形成されるニップ部で用紙を搬送し、該用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体と前記転写部材にて搬送される用紙の一側部を規制するサイド規制部材を備え、
少なくとも一対の像担持体と転写部材のうち少なくとも転写部材は、搬送面上において、用紙搬送方向に対する直交方向から前記サイド規制部材に向かうように傾斜させて配置され、
傾斜して配置された転写部材はその外周部であって軸方向の一部分に摩擦力の大きい部分を有すること、
を特徴とする。

第１の発明に係る画像形成装置において、転写領域を搬送される用紙は、サイド規制板に向かうように傾斜して配置された転写部材によってサイド規制板側に付勢された状態で搬送される。これにて、用紙は一側部がサイド規制板にて規制された状態で転写領域を搬送され、搬送方向の安定性が向上し、カラー画像の色ずれが解消される。

第２の発明は、
像担持体と該像担持体上のトナーを用紙に転写する転写部材とを複数対備え、像担持体と転写部材とで形成されるニップ部で用紙を搬送し、該用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体と前記転写部材にて搬送される用紙の一側部を検出する検出手段と、
少なくとも一対の像担持体と転写部材のうち少なくとも転写部材を、搬送面上において、用紙の搬送方向を微調整する方向に回動させる回動手段と、
前記検出手段からの情報に基づいて前記回動手段を動作させて用紙搬送方向を微調整する制御手段と、
を備え、
微調整される転写部材はその外周部であって軸方向の一部分に摩擦力の大きい部分を有すること、
を特徴とする。

第２の発明に係る画像形成装置において、転写領域を搬送される用紙は、回動手段にて用紙の搬送方向を微調整されて転写領域を搬送されるため、搬送方向の安定性が向上し、カラー画像の色ずれが解消される。

ところで、用紙の幅寸法全体をカバーする長軸の転写部材にあっては、軸方向に均一な摩擦力を有する転写部材を傾斜させても用紙の搬送方向を調整する作用を発揮させることは困難である。しかし、第１及び第２の発明に係る画像形成装置において、転写部材はその外周面であって軸方向の一部分に摩擦力の大きい部分を有しているため、短軸のローラと同じように用紙の幅方向の一部に強いグリップ力を加えることができ、用紙の搬送方向を調整する作用を発揮する。

第１及び第２の画像形成装置において、転写部材の摩擦力の大きい部分は、摩擦係数の高い材料を用いること、または、表面処理を異ならせることより形成することができる。また、像担持体は感光体ドラムであり、転写部材は転写ローラであってもよい。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各実施例において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（画像形成装置の概略構成、図１参照）
図１に本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す。この画像形成装置は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の画像を形成するための画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋを下段から順次上段へと配置したものである。各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ、現像器１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋ、図示しない帯電チャージャなどを備えている。各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに対向して、それらと対になる転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋが配置されている。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋにおいて、用紙は感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋと転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋとで形成されるニップ部で上方に搬送される。なお、ここでの用紙搬送経路は図１に点線で示すように僅かに湾曲している。

また、レーザ走査光学ユニット１５からは、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋの隙間から画像データに基づくレーザビームが、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに放射され、静電潜像が形成される。なお、この種の画像形成プロセスは周知であり、その詳細な説明は省略する。

用紙は自動給紙トレイ２０に複数枚が積層状態で収容されており、１枚ずつ上方に給紙され、前記搬送経路を搬送中に、カラー画像形成時には各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋからイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を転写され、モノクロ画像形成時には感光体ドラム１１Ｂｋからブラックの画像を転写される。画像が転写された後、用紙は定着ユニット３０にてトナーの定着を施され、排出ローラ対３１からトレイ３２上に排出される。

この画像形成装置は制御部（ＣＰＵ）４０によって全体的に制御され、画像データは図示しないホストコンピュータから制御部４０に接続されているコントローラに転送される。

画像形成時において、各転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋは感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋに圧接するとともに、それぞれの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋが駆動され、用紙は回転駆動される各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋと、回転する各転写ローラ１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂとで形成されるニップ部にて搬送される。

（第１実施例、図２及び図３参照）
図２は、感光体ドラム１１Ｙから１１Ｂｋにわたるトナー転写領域を搬送方向Ａに搬送される用紙Ｓを示している。この転写領域には、用紙Ｓの一側部を規制するサイド規制板１６が設置されている。また、搬送方向Ａの最上流側に位置する感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙは、搬送面上において、搬送方向Ａに対する直交方向からサイド規制板１６に向かうように傾斜させて配置されている。図２において、一点鎖線は感光体ドラム１１Ｙ及び転写ローラ１３Ｙの軸心Ｂ１，Ｂ２を示している。

転写ローラ１３Ｙの外周部であって軸方向の中央部分１３ａは摩擦力の大きい部分とされ、他の部分１３ｂは摩擦力の小さい部分とされている。中央部分１３ａは摩擦係数の大きな素材（例えば、動摩擦系数μ＞１の素材）で形成され、他の部分１３ｂは摩擦係数の小さな素材（例えば、動摩擦系数μ＜０．３の素材）で形成されている。一般的に、転写ローラは、カーボンブラックなどの電子伝導物質や４級アンモニウム塩などのイオン伝導物質を加えた、ＥＰＤＭ系ゴムやウレタン系ゴムの発泡体を導電性弾性層として用いたものが用いられている。この種の素材から好ましい摩擦係数のものを選択的に用いればよい。

また、同じ素材であっても、ローラの表面を粗く（例えば、１５μｍ程度の粗さ）することにより摩擦力の小さな部分とすることができる。ローラの表面処理としては、（１）ローラの表面にサンドブラスト加工や研磨加工などを施して表面に凹凸を形成すること、（２）界面活性剤を添加した表面層樹脂溶液を塗布して表面層を形成すること、（３）表面層中に微粒子を分散させること、などを挙げることができる。

このような第１実施例において、転写領域を搬送される用紙Ｓは、転写ローラ１３Ｙの摩擦力の大きな中央部分１３ａによってサイド規制板１６側に付勢された状態で搬送される。付勢方向Ｂ’は軸心Ｂ１，Ｂ２と直交する方向であり、これにて、用紙Ｓは一側部がサイド規制板１６にて規制された状態で転写領域を搬送され、搬送方向の安定性が向上し、カラー画像の色ずれが解消される。

特に、転写ローラ１３Ｙの外周部であって軸方向の中央部分１３ａは摩擦力の大きい部分とされているため、転写ローラ１３Ｙは短軸ローラと同じように用紙Ｓの幅方向の一部に強いグリップ力を加えることができ、用紙Ｓの搬送方向を調整する作用を発揮する。

なお、図２では他の感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ、転写ローラ１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋを図示していないが、これらは搬送方向Ａに対して直交する方向に配置されている。

また、傾斜して配置された感光体ドラム１１Ｙに対しては、図６に示すように、傾斜角度θに対して２θ傾けた方向にレーザ走査光学ユニット１５からレーザビームが露光走査される。これにて、画像が主走査方向にずれることが防止される。即ち、図６（Ａ）に示すように、感光体ドラム１１Ｙ上の露光位置と転写位置が、１８０°反転した位置に設定されている場合、感光体ドラム１１Ｙの軸心Ｂ１を搬送方向Ａと直交する方向Ｅに対して角度θ傾けたときに、レーザ露光走査方向を角度２θ傾けることが好ましい。この点は以下に説明する第２実施例においても同様である。

また、本第１実施例においては、図３に示すように、転写ローラ１３Ｙのみを傾斜した状態で配置してもよい。

（第２実施例、図４及び図５参照）
図４は、前記図２と同様に、感光体ドラム１１Ｙから１１Ｂｋにわたるトナー転写領域を搬送方向Ａに搬送される用紙Ｓを示している。この転写領域には、用紙Ｓの一側部を検出する光学式のセンサ１７が設置されている。また、搬送方向Ａの最上流側に位置する感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙには、搬送面上において、用紙Ｓの搬送方向Ａを微調整する方向（矢印Ｃ，Ｃ’参照）に回動させる回動手段２５（図５参照）が設けられている。

回動手段２５は、感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙとを軸心Ｂ１，Ｂ２の中央部Ｄを支点として矢印Ｃ，Ｃ’方向に回動させるものである。図５に示すように、感光体ドラム１１Ｙ及び転写ローラ１３Ｙの支軸端部に結合されたアーム部材２６のラック部２６ａがピニオン２７と歯合している。ピニオン２７は図示しないステッピングモータにて回転駆動される。

初期状態において、感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙは、他の感光体ドラム及び転写ローラと同様に、搬送方向Ａに対して直交する方向（図４で一点鎖線Ｅで示す）に設定されている。用紙Ｓの搬送状態はセンサ１７で検出され、例えば、用紙Ｓの搬送方向が図４中右方向に僅かにずれると、ずれ量がセンサ１７によって検出され、前記アーム部材２６を矢印Ｃ方向に移動させることで、感光体ドラム１１Ｙ及び転写ローラ１３Ｙが矢印Ｃ方向に回動する。用紙Ｓが左方向にずれた場合は、感光体ドラム１１Ｙ及び転写ローラ１３Ｙを矢印Ｃ’方向に回動させる。ずれが解消されると、感光体ドラム１１Ｙ及び転写ローラ１３Ｙは搬送方向Ａと直交する初期位置に戻される。

本第２実施例においては、用紙Ｓは転写ローラ１３Ｙが回動した方向に付勢され、用紙Ｓの搬送方向が微調整され、搬送方向の安定性が向上し、カラー画像の色ずれが解消される。搬送方向を微調整するために用紙Ｓのずれ量に対応する回動角度は予め制御部４０にルックアップテーブルあるいは計算式として格納されている。従って、制御部４０はセンサ１７で検出されたずれ量に基づいてステッピングモータを制御し、用紙Ｓの搬送方向を微調整する。

また、転写ローラ１３Ｙの外周部であって軸方向の中央部分１３ａが摩擦力の大きい部分とされ、他の部分１３ｂが摩擦力の小さい部分とされている点は前記第１実施例と同様である。これにて、転写ローラ１３Ｙは短軸ローラと同じように用紙Ｓの幅方向の一部に強いグリップ力を加えることができ、用紙Ｓの搬送方向を調整する作用を発揮する。さらに、本第２実施例においても図３に示したように、転写ローラ１３Ｙのみを回動させてもよい。

（他の実施例）
なお、本発明に係る画像形成装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。

特に、画像形成装置の基本的な構成は任意であり、プリンタや複写機であってもよく、ファクシミリなどの機能が付加されていてもよい。また、転写部材はローラ以外にベルト状の部材であってもよい。

さらに、転写ローラに形成された摩擦力の大きい部分は、転写ローラ１３Ｙの中央部分１３ａ以外であってもよい。また、搬送方向の最上流側の感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙに代えてあるいは追加して他の感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ及び転写ローラ１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋに用紙の搬送方向を微調整する機能を持たせてもよい。

また、第２実施例において、感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙの回動支点は、中央部Ｄに設定したが、これに限らず、感光体ドラム１１Ｙと転写ローラ１３Ｙの一端部に設定してもよい。

本発明に係る画像形成装置の全体的な概略構成図である。 第１実施例における要部を示す説明図である。 第１実施例に関する変形例の要部を示す説明図である。 第２実施例における要部を示す説明図である。 第２実施例における回動手段を示す側面図である。 第１及び第２実施例において、感光体ドラムを傾斜させた場合の露光状態を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。

符号の説明

１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ…画像形成ユニット
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋ…感光体ドラム
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋ…転写ローラ
１３ａ…中央部分（高摩擦力部分）
１３ｂ…その他の部分（低摩擦力部分）
１６…サイド規制板
１７…用紙検出センサ
２５…回動手段
４０…制御部
Ａ…用紙搬送方向
Ｓ…用紙

Claims (4)

1. 像担持体と該像担持体上のトナーを用紙に転写する転写部材とを複数対備え、像担持体と転写部材とで形成されるニップ部で用紙を搬送し、該用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体と前記転写部材にて搬送される用紙の一側部を規制するサイド規制部材を備え、
   少なくとも一対の像担持体と転写部材のうち少なくとも転写部材は、搬送面上において、用紙搬送方向に対する直交方向から前記サイド規制部材に向かうように傾斜させて配置され、
   傾斜して配置された転写部材はその外周部であって軸方向の一部分に摩擦力の大きい部分を有すること、
   を特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と該像担持体上のトナーを用紙に転写する転写部材とを複数対備え、像担持体と転写部材とで形成されるニップ部で用紙を搬送し、該用紙上に画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体と前記転写部材にて搬送される用紙の一側部を検出する検出手段と、
   少なくとも一対の像担持体と転写部材のうち少なくとも転写部材を、搬送面上において、用紙の搬送方向を微調整する方向に回動させる回動手段と、
   前記検出手段からの情報に基づいて前記回動手段を動作させて用紙搬送方向を微調整する制御手段と、
   を備え、
   微調整される転写部材はその外周部であって軸方向の一部分に摩擦力の大きい部分を有すること、
   を特徴とする画像形成装置。
3. 前記転写部材の摩擦力の大きい部分は、摩擦係数の高い材料を用いること、または、表面処理を異ならせることにより形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体は感光体ドラムであり、前記転写部材は転写ローラであることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。

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