画像形成装置
【課題】ベルトの速度変動を抑制して画像の位置ズレを防ぎ、高品質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト２に転写ローラ６が圧接される二次転写部の上流側に位置する入口ローラ４に対して所定の負荷を付与及び解除可能な負荷付与手段１０を設ける。負荷付与手段１０は予め所定の負荷トルクを入口ローラ４に付与している。厚紙Ｐａが転写ニップに突入してベルト２が変位し、変位センサ７からベルト２までの距離が所定の閾値を下回るタイミングで負荷付与手段１０は負荷トルクを解除する。それによって、負荷解除による見かけ上の加速トルクが入口ローラ４に付与され、ベルト２の減速が抑制される。
【解決手段】中間転写ベルト２に転写ローラ６が圧接される二次転写部の上流側に位置する入口ローラ４に対して所定の負荷を付与及び解除可能な負荷付与手段１０を設ける。負荷付与手段１０は予め所定の負荷トルクを入口ローラ４に付与している。厚紙Ｐａが転写ニップに突入してベルト２が変位し、変位センサ７からベルト２までの距離が所定の閾値を下回るタイミングで負荷付与手段１０は負荷トルクを解除する。それによって、負荷解除による見かけ上の加速トルクが入口ローラ４に付与され、ベルト２の減速が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、特に感光体等の像担持体あるい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記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置において、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。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第３５２８３４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６３８３号公報
【０００３】
図１８は、従来の画像形成装置の一例における中間転写部の構成を模式的に示す図である。この図において、中間転写ベルト１０２は駆動ローラ１０３によって駆動され、駆動ローラ１０３，入口ローラ１０４，テンションローラ１０５に張架されている。一方、図示しない給紙部から用紙Ｐが給紙され、レジストローラ対１０８，１０９でいったん待機する。中間転写ベルト１０２に感光体１０１より画像が転写されると、レジスト駆動ローラ１０８が駆動モータによって駆動され、中間転写ベルト１０２上のトナー像先端と同期をとって用紙Ｐが駆動ローラ１０３と二次転写ローラ１０６の圧接部（転写ニップ）に搬送され、加圧力と二次転写ローラ１０６に印加された転写バイアスによって、中間転写ベルト１０２に担持されているトナー像が用紙Ｐに転写される。
【０００４】
ただし、用紙が二次転写ニップ部に突入する際、一次転写面におけるベルトには図１９に示すような速度変動が発生する。図１９のグラフにおいて、縦軸はベルト線速、横軸は経過時間である。なお、一次転写面におけるベルトの速度変動は入口ローラ１０４の速度変動とほぼ同様の挙動であるので、入口ローラ１０４の速度変動で代用している。
【０００５】
それに対して、感光体ドラム１０１は用紙の二次転写部への突入時においてもほぼ同速で回転駆動されるので、感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１０２との間で速度差が発生する。この速度差によって、一次転写部において転写位置ずれが発生する。
【０００６】
用紙突入時に発生した一次転写部における転写位置ずれを含むトナー像は、一次転写部から二次転写部までの距離をＬとすると、用紙先端からＬの位置で用紙に転写、定着され、図２０に示すような濃い部分Ｋと薄い部分Ｕという局所的な濃度ムラを持った最終画像となって排紙される。
【０００７】
このように、用紙突入時に発生する一次転写部における転写位置ずれを防ぐには、用紙突入時における入口ローラ１０４の速度変動を抑制する必要がある。この入口ローラの速度変動がどのようなメカニズムで発生するのかについて以下に説明する。
【０００８】
入口ローラの速度変動は、大きく分けて以下の３つの変動から成り立っている。
１）プレニップ突入による速度変動
これは、図２１に示すように用紙先端がプレニップ部（駆動ローラ１０３に接していない部分におけるベルト１０２と二次転写ローラ１０６のニップ）に突入する際に発生する変動である。用紙先端によってプレニップ部におけるベルトが内側に押されることにより、駆動ローラ１０３が減速し、入口ローラ１０４が加速する現象である。
【０００９】
２）本ニップ突入による速度変動
これは、図２２に示すように用紙先端が本ニップ部（駆動ローラ１０３に接している部分におけるベルト１０２と二次転写ローラ１０６のニップ）に突入する際に発生する変動である。用紙先端が本ニップ部に噛み込むことによって、駆動ローラ１０３，入口ローラ１０４共に減速する現象である。
【００１０】
３）ベルトが戻ることによる速度変動
これは、図２３に示すように用紙先端が本ニップ部を通過し、二次転写ローラ１０６が押し下げられる際に発生する変動である。これまで内側に押し込まれていたベルトが元に戻るので、１）のプレニップ突入による速度変動とは逆の変動が発生する。すなわち、駆動ローラ１０３は加速し、入口ローラ１０４は減速する。
【００１１】
中間転写ベルトや搬送ベルト等のベルトの速度変動あるいは像担持体の速度変動を抑制することを目的とした技術が例えば特許文献１，２等により提案されている。
特許文献１に記載された発明は、用紙先端が転写圧接部に突入する際の像担持体速度変動の抑制を目的として、用紙が転写圧接部に突入する前に前記像担持体の制動負荷を所定の大きさまで徐々に増加させ、突入タイミングに合わせて制動負荷を減少、除去するものである。
【００１２】
特許文献２に記載された発明は、用紙先端が二次転写部に突入する際および用紙後端が二次転写部を抜ける際の中間転写ベルト速度変動の抑制を目的として、中間転写ベルトを張架するローラの回転軸に対して制動力を直接付与する制動力付与手段を設け、用紙が二次転写部に進入する際に、制動力を進入直前よりも弱める制御を実施し、用紙が二次転写部を抜ける際に、制動力を排出直前よりも強める制御を実施するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、用紙突入に合わせて制動力を減少・除去するタイミングの設定において、転写、レジスト間に設置した光学センサで用紙を検知してから所定の時間後と設定しているが、センサで検知してから用紙突入までの時間がばらつく可能性がある。それによって、抑制効果がばらつき、場合によっては悪化させてしまうという問題がある。また、上記特許文献２に記載のものも同様の問題を有している。
【００１４】
本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、ベルトの速度変動を抑制して画像の位置ズレを防ぎ、高品質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の課題は、本発明により、複数の支持ローラに張架された無端状ベルトと、前記無端状ベルトに圧接されて転写ニップを形成し該転写ニップを通過する記録媒体に画像を転写させる転写部材とを有する画像形成装置において、前記無端状ベルトに所定の走行負荷を付与及び付与解除可能な負荷付与手段を設け、前記負荷付与手段により予め前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与するとともに、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて前記予め付与した負荷を解除するよう制御する制御手段を備えることにより解決される。
【００１６】
本発明においては、転写ニップ上流側における無端状ベルトの内側への変位に応じて、あらかじめ付与していたベルト走行負荷の解除と付与の切り替えを行なう。用紙の転写ニップへの突入の際に、プレニップ部においてベルトは内側に変位するので、この内側への変位に応じて、その後発生するベルトの減速を走行負荷の解除によって抑制する。このような制御によって、用紙がより転写ニップに接近したタイミングで走行負荷の解除ができるので、従来の用紙先端の通過を検知して行なうものよりも正確にベルトの減速に合わせて負荷解除を行なうことができる。
【００１７】
また、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行なうと好ましい。
【００１８】
また、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第１の所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行ない、前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第２の所定値より小さくなったときに前記負荷付与手段により前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与すると好ましい。
【００１９】
用紙の転写ニップへの突入時に走行負荷の解除を行なってベルトの減速を抑制することに加えて、解除した負荷を用紙抜け時に再度を付与することによってベルトの加速を抑制することができる。また、後続用紙の突入までに負荷を付与することができるので、連続通紙にも対応することができる。
【００２０】
また、前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸端部に設けられ該支持ローラの軸に摺動するトルクリミッタと、前記トルクリミッタの回転動作を抑制する抑制手段とを有すると好ましい。
【００２１】
また、前記負荷付与手段は、前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更可能に設けられ、前記制御手段は、記録媒体の厚さに応じて前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更すると好ましい。
【００２２】
また、前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸の両側端部にそれぞれ設けられ該支持ローラの軸に摺動する限界トルク値の異なるトルクリミッタと、前記各トルクリミッタの回転動作を個別に抑制する抑制手段とを有すると好ましい。
【００２３】
また、前記制御手段は、前記負荷付与手段の前記抑制手段により前記トルクリミッタの回転動作を抑制することで前記無端状ベルトに負荷を付与し、前記抑制手段による前記トルクリミッタの回転動作抑制を解除することで前記無端状ベルトに対する負荷付与を解除すると好ましい。
【００２４】
また、前記無端状ベルトが中間転写ベルトであり、該中間転写ベルト上に複数色の画像を順次重ねて転写することによりカラー画像を形成可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の画像形成装置によれば、負荷付与手段によって無端状ベルトに所定の走行負荷を予め付与しておき、その負荷を解除することによって、負荷解除による見掛け上の加速トルクを与えることができるので、用紙先端が転写ニップに突入する際に発生するベルトの速度変動を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて負荷解除を行なうことにより、転写ニップとレジスト手段との間で用紙先端を検知して負荷解除を行なう構成と比べて、用紙先端がより転写ニップに接近したタイミングで負荷解除を行なうことができ、より高精度に負荷を解除してベルトの速度変動を適切に抑制することができる。
【００２７】
請求項２の構成により、所定値（閾値）の設定により負荷を解除するタイミングを調整することができ、ベルト搬送レイアウトや物性値等の違いにより負荷を解除する最適なタイミングが異なる場合であっても、最適な負荷解除タイミングを設定することができる。
【００２８】
請求項３の構成により、用紙突入に合わせた負荷の解除だけでなく、用紙が転写ニップを抜けたタイミングで負荷を付与することができるので、用紙抜け時のベルトが加速されることを抑制することができる。また、用紙が抜けた後に無端状ベルトに走行負荷を付与した状態とすることができるので、連続通紙におけるベルトの速度変動を抑制することができる。
【００２９】
請求項４の構成により、転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸に対し、トルクリミッタの持つ限界トルク分だけの負荷を掛けることができ、所望の走行負荷を無端状ベルトに付与することができる。また、負荷の付与と解除とを自由に制御することができる。負荷付与手段にトルクリミッタを用いることにより、低コストに走行負荷の解除と付与とを行なうことができ、その切り替えも容易である。
【００３０】
請求項５の構成により、用紙厚さによる用紙突入時と抜け時における無端状ベルトの速度変動の違いに対応して適切な走行負荷を付与又は解除することができるので、用紙の厚さが異なる場合であってもベルト速度変動の抑制効果を得ることができる。
【００３１】
請求項６の構成により、無端状ベルトを張架する支持ローラの軸に異なる（２種類の）トルクを選択的に付与することができ、２種類の用紙厚さに対応したベルト走行負荷を解除あるいは付与することができる。
【００３２】
請求項７の構成により、トルクリミッタの回転抑制時には、無端状ベルトを張架する支持ローラの軸とトルクリミッタがトルクリミッタの限界トルクを超えて空転するので、限界トルク分の負荷トルクを支持ローラの軸に付与することができる。また、トルクリミッタの回転抑制を解除すると、支持ローラの軸に対してトルクリミッタが連れ回りするので、付与していた負荷トルクを解除することができる。
【００３３】
請求項８の構成により、中間転写ベルトの速度変動を抑制することができるため、一次転写部での各色画像の位置ズレを防ぎ、色ズレのない高品質なカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。このカラープリンタの全体的構成と動作については後述し、先に本発明の要旨であるベルトの速度変動抑制について説明する。
【００３５】
図２は、図１のカラープリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。この図に示すように、中間転写ベルト２は駆動ローラ３，入口ローラ４及びクリーニング対向ローラ５に張架され、駆動源であるモータ１６からギヤを介して駆動ローラ３を回転駆動することにより、中間転写ベルト２が図中反時計回りに走行駆動される。なお、ギヤを介さずにモータ１６から直接駆動ローラ３を駆動する構成でも良い。また、駆動源であるモータの種類に関しては特別な制約はなく、例えばパルスモータであれば一定パルスを入力し、例えばブラシレスＤＣモータであれば内部ＦＧ信号などよりモータを高精度に駆動することができる。さらに、中間転写ベルト２にテンションを付与するローラ機構などを加えた構成としても良い。
【００３６】
駆動ローラ３に対向して二次転写手段である転写ローラ６が配置され、所定の圧力で中間転写ベルト２を挟んで駆動ローラ３に圧接され、二次転写部を形成している。その二次転写部の用紙搬送方向上流側（本例では図の下方）には、用紙をタイミングをとって送出するためのレジストローラ対８，９が配設されている。
【００３７】
上記二次転写部の手前側であるプレニップ部のベルト内側には、中間転写ベルト２の変位を測定する変位センサ７が、入口ローラ４と駆動ローラ３間でベルト辺に対向するように配置されている。変位センサ７としては、例えば反射型光学センサを用いることができる。そして入口ローラ４の軸には、入口ローラ４に負荷を与える（入口ローラ４を介して中間転写ベルト２に負荷を与える）負荷付与手段１０が設けられている。負荷付与手段１０は、本例では、入口ローラ４の軸に摺動するトルクリミッタ１１，一方側端部を支点として揺動可能に支持されたラチェット１２，ラチェット１２の支点と反対側端部に係止され、該端部を上方に引っ張る付勢手段である引張りバネ１３，引張りバネ１３の付勢力に抗してラチェット１２を引き下げてトルクリミッタ１１との接触を解除させるための電磁ソレノイド１４，電磁ソレノイド１４を駆動するための駆動回路１５等で構成される。
【００３８】
図３は、上記負荷付与手段１０を用いたベルト速度変動抑制の概念を示すものである。図３において、上段のグラフは、用紙（厚紙）が転写ニップ（二次転写部）に突入することによって生じる中間転写ベルト２の変位（変位センサ７とベルト２間の距離）を示したものである。グラフの横軸は経過時間である。なお、非通紙時における変位センサ７から中間転写ベルト２までの距離をＤ［ｍｍ］としている。下段のグラフは、入口ローラ４の線速が変化する様子を示すものであり、負荷付与手段１０による速度変動抑制制御を行なわない場合を実線で示し、速度変動抑制制御を行った場合（負荷解除後の変動波形）を点線にて示している。
【００３９】
本実施例（実施例１）では、用紙が転写ニップに突入する前にあらかじめ、ベルト速度変動の減速部分｛背景技術にて説明した入口ローラ速度変動のうちの、２）本ニップ突入による速度変動、３）ベルトが戻ることによる速度変動｝に相当する大きさの負荷トルクを入口ローラ４に付与しておき、変位センサ７から中間転写ベルト２までの距離が所定の閾値を下回る（ベルトの変位量が所定値より大きくなる）タイミングで、負荷トルクを解除する（負荷付与手段１０の電磁ソレノイド１４をＯＮする）。それによって、ベルト速度変動の減速部分で、負荷解除による見かけ上の加速トルクが入口ローラ４に付与されることになるので、減速が抑制されることになる。なお、閾値により検知してから実際にベルトが減速するまでには、線速２０５ｍｍ／ｓｅｃ搬送時において約１０ｍｓｅｃ程度の時間が存在する。ただ、装置（負荷付与手段）の性能等の制約により、検知してから負荷解除により加速トルクが付与されるまでには、この程度の時間遅れは発生すると想定されるので、むしろ都合が良い。
【００４０】
図４は負荷付与手段１０の動作を示す模式図であり、（ａ）は負荷付与時の状態を、（ｂ）は負荷解除時の状態を示す。
図４に示すように、ベルト走行負荷を付与するときは、電磁ソレノイド１４をＯＦＦにしているので、引張りバネ１３の引張り力により、ラチェット１２（の突部）がトルクリミッタ１１の歯部に噛み合う状態になる。それによって、トルクリミッタ１１の回転運動が抑制された状態となる。ベルト駆動開始時において、入口ローラ４の軸４ａは回転しようとするので、トルクリミッタ１１と入口ローラ軸４ａとの間にトルクが発生する。そのトルクがトルクリミッタ１１の持つ限界トルクを越えると、入口ローラ軸４ａは回転し始め、トルクリミッタ１１と入口ローラ軸４ａは空転する。このように、入口ローラ軸４ａが回転している間は、入口ローラ軸４ａにトルクリミッタ１１の持つ限界トルク分の負荷が付与されていることになる。
【００４１】
ベルト走行負荷解除時は、電磁ソレノイド１４をＯＮにしてラチェット１２を引張り、トルクリミッタ１１の回転運動の抑制を解除する。それによって、トルクリミッタ１１は入口ローラ軸４ａに対して従動し、入口ローラ軸４ａに付与されていた負荷トルクが解除されることになる。
【００４２】
図５は、負荷付与手段１０を制御する制御部を示すブロック図である。
この図において、変位センサ７の出力はＣＰＵ１７に入力される。ＣＰＵ１７にはメモリ１８が接続されている。ソレノイド１４を制御するための信号はＣＰＵ１７から駆動回路１５を介してソレノイド１４に送られる。なお、図２では、図５におけるＣＰＵ１７及びメモリ１８は図示されていない。
【００４３】
図６は、負荷付与手段１０の制御フローチャートである。
本実施例において、ジョブ待機状態では電磁ソレノイド１４をＯＦＦにしているので、中間転写ベルト２に走行負荷を付与する状態になっている。プリントジョブが開始され用紙が二次転写部に突入し、変位センサ７とベルト２間の距離が所定の閾値を下回る（ベルトの変位量が所定値より大きくなる）と（Ｓ１）、電磁ソレノイド１４をＯＮにする（Ｓ２）。それにより、用紙突入によるベルト減速時においてベルトの走行負荷が解除され、負荷解除による加速トルクが入口ローラ４に付与されることになるので、ベルト２の減速が抑制されることになる。
【００４４】
ここでは、２２０ｋｇ紙（２５６／ｍ２ 紙）以上の通紙時に負荷解除を行うことを想定しており、変位センサ７とベルト２間の距離の閾値をＤ−０．４［ｍｍ］としている。この閾値は、ベルトを張架するローラのレイアウトや用紙の搬送方向等によって調整する必要があるが、二次転写部ニップ方向と用紙搬送方向の為す角度が大きくなるほど、よりベルトが内側に押し込まれる量が大きくなるので、閾値は大きめに設定するのが良い。なお、閾値であるＤ−０．４［ｍｍ］を超えないような普通紙等の通紙の場合は、負荷解除は行なわれないので、負荷解除により逆に加速方向に変動が大きくなってしまうようなこともない。また、解除、付与を行なう負荷の量は０．０１［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００４５】
そして、Ｓ３で印刷終了を判断し、印刷が終了すると電磁ソレノイド１４をＯＦＦにする（Ｓ４）。なお、Ｓ２の「ソレノイドＯＮ」は、ソレノイド駆動回路１５をＯＮしてベルト２に対する走行負荷解除状態とするものである。また、Ｓ４の「ソレノイドＯＦＦ」は、ソレノイド駆動回路１５をＯＦＦしてベルト２に対する走行負荷付与状態とするものである。
【００４６】
次に、負荷付与手段１０の制御が異なる第２実施例について説明する。
上記説明した第１実施例では、１枚目の用紙が二次転写部突入時に負荷を解除した後、プリントジョブが終わるまで（待機状態になるまで）電磁ソレノイド１４はＯＦＦされないので、ジョブ終了まで負荷は解除されたままの状態である。そのため、連続通紙時において、２枚目の用紙が突入するときにあらかじめ走行負荷を付与しておくことができない。したがって、第１実施例では２枚目以降の厚紙突入に関してはベルト減速を抑制する効果がない。その点を改善したのが本第２実施例である。
【００４７】
図７を参照して第２実施例の概念を説明する。
図７において、上段のグラフは、用紙が転写ニップ（二次転写部）に突入することによって生じる中間転写ベルト２の変位（変位センサ７とベルト２間の距離）を示したものである。グラフの横軸は経過時間である。なお、本第２実施例では、用紙突入を検知するための閾値を閾値１（Ｄ−０．４［ｍｍ］）、用紙抜けを検知するための閾値を閾値２（Ｄ＋０．３［ｍｍ］）としている。下段のグラフは、入口ローラ４の線速が変化する様子を示すものであり、負荷付与手段１０による速度変動抑制制御を行なわない場合を実線で示し、速度変動抑制制御を行った場合（負荷解除後の変動波形）を点線にて示している。
【００４８】
用紙突入時における負荷解除は第１実施例と同じであるが、本第２実施例では、用紙抜け時における変位センサからベルトまでの距離の変化を用いて負荷解除状態から負荷付与状態へと切り替える。つまり、用紙抜け時では、センサ７からベルト２までの距離が突入時とは逆に大きくなるので、閾値２を上回った時にソレノイド１４をＯＦＦにして、負荷付与状態にする。
【００４９】
元々の変動が加速変動なので、そのタイミングで負荷を付与することによって、入口ローラ４に減速方向のトルクが付与されることになり、加速変動を抑制することになる。このように、２枚目の用紙が突入する前には負荷付与状態になっているので、１枚目と同様の動作を行うことによって、連続通紙にも対応でき、さらに用紙抜け時における加速変動も抑制できる。３枚目以降の用紙の場合も同様である。
【００５０】
図８は、第２実施例における負荷付与手段１０の制御フローチャートである。
図８のフローチャートにおいて、Ｓ１１で変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなった（ベルトの変位量が第１の所定値より大きくなった）かどうかを見て、閾値１より小さくなったらソレノイド１４をＯＮさせる（Ｓ１２）。そして、Ｓ１３で変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２よりも大きくなった（ベルトの変位量が第２の所定値より小さくなった）かどうかを見る。閾値２よりも大きくなったらソレノイド１４をＯＦＦさせ（Ｓ１４）、印刷ジョブが終了したかどうかを判断する（Ｓ１５）。まだ、印刷すべきページがあればＳ１１の前に戻り、前ページ印刷が終了したら制御終了である。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。
【００５１】
次に、３段階の用紙厚さに対応可能な第３実施例について説明する。
上記した第１及び第２実施例では、負荷解除を行う厚紙の厚さは１段階だけであった（普通紙と厚紙の２種類の用紙に対応して負荷を付与または解除する）が、本第３実施例では、２段階の厚紙に対応して負荷解除を行うことで、普通紙、中厚紙、最厚紙の３種類に対応可能とし、それぞれ適切な大きさの負荷の付与と解除とを行うものである。
【００５２】
図９は第３実施例における負荷付与手段を備えたプリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。なお、負荷付与手段以外の基本的構成は図２（第１、第２実施例）と同様であるので、重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
図２の構成では、入口ローラ４に負荷を与える負荷付与手段は１つだけであったが、本第３実施例では、図９に示すように、入口ローラ４の両側（両端）に、それぞれ限界トルクの異なるトルクリミッタを持つ負荷付与手段２０Ａ，２０Ｂを設けている。ここでは、限界トルクの小さい方の負荷付与手段を２０Ａ，限界トルクの大きい方の負荷付与手段を２０Ｂとしている。負荷付与手段２０Ａ，２０Ｂの構造自体は同じであり、図１０にも示すように、トルクリミッタ１１，ラチェット１２，引張りバネ１３，電磁ソレノイド１４，駆動回路１５及び偏芯カム１６等で構成される。なお、図９では偏芯カム１６は図示していない。また、図の煩雑を避けるため、負荷付与手段を構成する各部材のうち、トルクリミッタ１１，電磁ソレノイド１４及び偏芯カム１６にのみａ，ｂを付して区別し、他の部材には付していない。さらに、偏芯カム１６ａ，１６ｂは、それぞれ図示しないカム駆動手段により駆動される。
【００５４】
本第３実施例において、ジョブ待機時は、電磁ソレノイド１４ａ，１４ｂ及び偏芯カム１６ａ，１６ｂは駆動ＯＦＦの状態であり、両方の負荷付与手段１０Ａ，１０Ｂとも引張りバネ１３によりラチェット１２が引き上げられ、トルクリミッタ１１ａ，１１ｂの回転が抑制された（負荷が付与された）状態である。なお、偏芯カム１６ａ，１６ｂは、駆動ＯＮでラチェット１２を押し下げる位置（図１０の位置）、駆動ＯＦＦで押し下げ解除位置（このとき、ソレノイド１４がＯＦＦであれば引張りバネ１３によりラチェット１２が引き上げられる位置＝図１２の負荷付与手段２０Ａの状態）になるものとする。
【００５５】
以下、第３実施例における、普通紙モード、中厚紙モード、最厚紙モードのそれぞれについて、各モードごとにフローチャート及び動作説明図を参照して説明する。なお、各モードは、プリンタに対する印刷指示の中で用紙厚さを設定することによりモード選択可能であり、あるいはプリンタの操作部（操作パネル）等からの入力によってモード選択することも可能である。
【００５６】
まず、図１０，１１により普通紙モードを説明する。普通紙モード時は、入口ローラ４（中間転写ベルト２）に対する走行負荷の解除・付与の動作を行わなくても良いので、図１０に示すように、偏芯カム１６ａ，１６ｂともに駆動ＯＮにし、両方の負荷付与手段１０Ａ，１０Ｂとも常にラチェット１２を押し下げた状態とし、トルクリミッタ１１ａ，１１ｂの回転を抑制しないように（負荷を付与しないように）する。こうすることで、普通紙の通紙時にはトルクリミッタ１１ａ，１１ｂは入口ローラ軸４ａに対して従動し、常に負荷が付与されない状態となる。
【００５７】
図１１のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ａ，１６ｂの駆動をＯＮにし（Ｓ２１）、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ２２）。全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ａ，１６ｂの駆動をＯＦＦにして（Ｓ２３）、待機状態となる。なお、上記したように、偏芯カム１６の駆動ＯＮは、ラチェット１２を押し下げた状態にすることであり、ベルト走行負荷解除状態にすることを意味する。また、偏芯カム１６の駆動ＯＦＦは、ラチェット１２が引張りバネ１３により引き上げられる状態にすることであり、ベルト走行負荷付与状態にすることを意味する。
【００５８】
次に、中厚紙モードを図１２〜１４を参照して説明する。
中厚紙モード時は、限界トルクが小さいトルクリミッタ（１１ａ）のみ作用させる必要があり、大きい方の負荷付与手段２０Ｂは、図１２，１３に示すように、常に走行負荷解除状態にしておく。すなわち、中厚紙モードのジョブを受けた時点で、偏芯カム１６ｂを駆動ＯＮして常にラチェット１２を押し下げておき、走行負荷解除状態を保持するようにしておく。一方、限界トルクが小さい方の負荷付与手段２０Ａに関しては、偏芯カム１６ａの駆動を常にＯＦＦの状態にし、ソレノイド１４ａの動作は図７で説明したように、所定の閾値１を下回れば、ソレノイド１４ａをＯＮにしてトルクリミッタ１１ａの回転抑制を解除し（図１３）、所定の閾値２を上回れば、ソレノイド１４ａをＯＦＦにしてトルクリミッタ１１ａの回転を抑制する動作を行なう（図１２）。このときの、対応する紙厚及びセンサ７からベルト２までの距離の閾値であるが、例えば、１８０ｋｇ（２２０ｇ／ｍ２ 紙）から２５８ｋｇ紙（３００ｇ／ｍ２ 紙）程度までの紙厚で、閾値１はＤ−０．３６［ｍｍ］、閾値２はＤ＋０．２７［ｍｍ］程度に設定しておく。
【００５９】
また、中厚紙モードにおける解除、付与を行なう負荷の量は０．００８［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００６０】
図１４のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ｂの駆動をＯＮにし（Ｓ３１）、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなったかどうかを見る（Ｓ３２）。センサ−ベルト間の距離が閾値１より小さければ、ソレノイド１４ａをＯＮにする（Ｓ３３）。そして、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２より大きくなったかどうかを見る（Ｓ３４）。センサ−ベルト間の距離が閾値２より大きければ、ソレノイド１４ａをＯＦＦにする（Ｓ３５）。そして、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ３６）。印刷が終了していなければＳ３２の前に戻り、全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ｂの駆動をＯＦＦにして（Ｓ３７）、待機状態となる。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。また、偏心カムのＯＮ，ＯＦＦについては図１１の場合と同様である。
【００６１】
次に、最厚紙モードを図１５〜１７を参照して説明する。
最厚紙モード時は、限界トルクが大きいトルクリミッタ（１１ｂ）のみ作用させる必要があり、小さい方の負荷付与手段２０Ａは、図１５，１６に示すように、常に走行負荷解除状態にしておく。ここでは、電磁ソレノイド１４ａは常にＯＦＦにしておき、偏芯カム１６ａをＯＮさせて常にラチェット１２を押し下げておき、走行負荷解除状態を保持するようにしておく。一方、限界トルクが大きい方の負荷付与手段２０Ｂに関しては、偏芯カム１６ｂの駆動を常にＯＦＦの状態にし、ソレノイド１４ｂの動作は図７で説明したように、所定の閾値１を下回れば、ソレノイド１４ｂをＯＮにしてトルクリミッタの回転抑制を解除し（図１６）、所定の閾値２を上回れば、ソレノイド１４ｂをＯＦＦにしてトルクリミッタの回転を抑制する動作を行なう（図１５）。このときの、対応する紙厚及びセンサ７からベルト２までの距離の閾値であるが、例えば、２５８ｋｇ紙（３００ｇ／ｍ２ 紙）以上までの紙厚で、閾値１はＤ−０．５［ｍｍ］、閾値２はＤ＋０．３７［ｍｍ］程度に設定しておく。
【００６２】
また、最厚紙モードにおける解除、付与を行なう負荷の量は０．０１２［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００６３】
図１８のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ａの駆動をＯＮにし（Ｓ４１）、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなったかどうかを見る（Ｓ４２）。センサ−ベルト間の距離が閾値１より小さければ、ソレノイド１４ｂをＯＮにする（Ｓ４３）。そして、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２より大きくなったかどうかを見る（Ｓ４４）。センサ−ベルト間の距離が閾値２より大きければ、ソレノイド１４ｂをＯＦＦにする（Ｓ４５）。そして、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ４６）。印刷が終了していなければＳ４２の前に戻り、全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ａの駆動をＯＦＦにして（Ｓ４７）、待機状態となる。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。また、偏心カムのＯＮ，ＯＦＦについては図１１の場合と同様である。
【００６４】
このように、本第３実施例では、入口ローラ４の軸の両端部に限界トルクの異なるトルクリミッタを選択的に作用させることで、普通紙，中厚紙，最厚紙と３段階の用紙厚さに対応することができ、中厚紙および最厚紙に対してそれぞれ適切な大きさの走行負荷の付与と解除を切り替え、二次転写ニップへの用紙突入時の中間転写ベルト２の速度変動を抑制することができる。
【００６５】
最後に、図１に示すカラープリンタの全体的構成と動作について説明する。
図１に示すカラープリンタは、本体のほぼ中央部に４つの（４色分の）作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｋを並設している。その４連の作像ユニットの上側にベルトユニット１を、下側に光書込み装置６０を配設している。なお、作像ユニット５０の色の並べ順はこれに限定されるものではない。
【００６６】
各作像ユニット５０は像担持体としての感光体ドラム５１をそれぞれ有し、その回りには専用の帯電器５２、現像装置５３、一次転写ローラ５４、クリーニング装置５５等を備えている。なお、これらの機器については、図中スペースの関係で、黒用作像ユニット５０Ｋの各機器にのみ符号を付しており、他色の作像ユニットにおける符号は省略する。
【００６７】
ベルトユニット１については図２により先に説明したが、二次転写部と反対側の支持ローラ５に対向するように、ベルトクリーニング装置１９がベルト２の外側に配置される。
【００６８】
ベルトユニット１の上方には４本のトナーボトル３２が配置されている。各トナーボトル３２には、左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナーが充填されており、ここから不図示の搬送経路によって、所定の補給量だけ各色作像ユニット５０の現像装置にトナーが補給される。
【００６９】
装置本体の最下部には、例えば転写紙等の記録媒体を収納する給紙カセット２６がセットされる。給紙カセット２６は、用紙を押し上げる底板２５を有している。給紙カセット２６の一方側端部に位置するように、給紙分離装置２７が設けられる。
【００７０】
また、給紙分離装置２７の上方で二次転写部の手前に位置するように、レジストローラ対８，９が配設されている。二次転写部の下流側（図の上方）には、定着装置２８が設けられる。
【００７１】
カラー画像の形成動作は、用紙が給紙カセット２６から給紙分離装置２７によって給送され、用紙先端がレジストローラ対８，９まで到達すると不図示のセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対８，９によって用紙を二次転写ローラ６と中間転写ベルト２のニップ部に送出する。
【００７２】
一方、各色作像ユニット５０では、あらかじめ帯電装置５２によって一様に帯電させられた感光体ドラム５１は、光書込み装置６０によりレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム５１上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置５３により現像され、感光体ドラム５１の表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。
【００７３】
次に一次転写ローラ５４に電圧が印加され、感光体ドラム５１上のトナーが、中間転写ベルト２上に順次転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト２の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト２上に形成された画像は、二次転写部まで搬送され、用紙に二次転写される。各色のトナー像が転写された用紙は、定着装置２８に搬送されて熱定着され、排紙ローラ２９により装置上面の排紙トレイ３０に排出され、スタックされる。
【００７４】
感光体ドラム５１上に残留したトナーは、それぞれのクリーニング装置５５でクリーニングされ、その後、帯電装置５２によって除電と同時に帯電され、次の作像に備えられる。また、中間転写ベルト２上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１９によってクリーニングされ、次の作像工程に備えられる。
【００７５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。速度変動の抑制対象であるベルトは中間転写ベルトに限らず、転写ベルトや搬送ベルトであっても良い。また、ベルト状像担持体（例えば感光体ベルト）に対しても本発明は適用可能である。また、ベルトの張設形態や、ベルト位置を検知するセンサの種類及び位置等は適宜に設定できるものである。また、負荷付与手段における、負荷の付与と解除を切り替える閾値の値も適宜に設定できるものである。負荷付与手段構成も任意であり、適宜な構成のものを使用可能である。
【００７６】
本発明による画像形成装置は、中間転写方式に限らず、直接転写方式にも適用可能である。画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のカラープリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。
【図３】本発明によるベルト速度変動抑制の概念を説明するためのグラフである。
【図４】負荷付与手段の動作を示す模式図である。
【図５】負荷付与手段の制御部を示すブロック図である。
【図６】負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図７】連続通紙に対応したベルト速度変動抑制の概念を説明するためのグラフである。
【図８】第２実施例における負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図９】第３実施例の二次転写部付近を示す斜視図である。
【図１０】第３実施例における普通紙モードの動作説明図である。
【図１１】第３実施例の普通紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１２】第３実施例における中厚紙モードの動作説明図で、走行負荷付与状態を示すものである。
【図１３】第３実施例における中厚紙モードの動作説明図で、走行負荷解除状態を示すものである。
【図１４】第３実施例の中厚紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１５】第３実施例における最厚紙モードの動作説明図で、走行負荷付与状態を示すものである。
【図１６】第３実施例における最厚紙モードの動作説明図で、走行負荷解除状態を示すものである。
【図１７】第３実施例の最厚紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１８】従来の画像形成装置の一例における中間転写部の構成を模式的に示す図である。
【図１９】用紙が転写ニップ部に突入する際のベルトの速度変動を示すグラフである。
【図２０】濃度ムラを持った画像を示す模式図である。
【図２１】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、プレニップ突入による速度変動を示す模式図及びグラフである。
【図２２】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、本ニップ突入による速度変動を示す模式図及びグラフである。
【図２３】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、ベルトが戻ることによる速度変動を示す模式図及びグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１ ベルトユニット
２ 中間転写ベルト
３ 駆動ローラ
４ 入口ローラ
４ａ 入口ローラ軸
６ 転写ローラ（二次転写手段）
８，９ レジストローラ対
７ 変位センサ
１０ 負荷付与手段
１１ トルクリミッタ
１２ ラチェット
１３ 引張りバネ
１４，１４ａ，１４ｂ 電磁ソレノイド
１５ 駆動回路
１６，１６ａ，１６ｂ 偏芯カム
２０Ａ，２０Ｂ 負荷付与手段
５０ 作像ユニット
５１ 感光体ドラム
６０ 光書込み装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、特に感光体等の像担持体あるい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記録媒体を搬送する記録媒体搬送装置において、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。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第３５２８３４２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６３８３号公報
【０００３】
図１８は、従来の画像形成装置の一例における中間転写部の構成を模式的に示す図である。この図において、中間転写ベルト１０２は駆動ローラ１０３によって駆動され、駆動ローラ１０３，入口ローラ１０４，テンションローラ１０５に張架されている。一方、図示しない給紙部から用紙Ｐが給紙され、レジストローラ対１０８，１０９でいったん待機する。中間転写ベルト１０２に感光体１０１より画像が転写されると、レジスト駆動ローラ１０８が駆動モータによって駆動され、中間転写ベルト１０２上のトナー像先端と同期をとって用紙Ｐが駆動ローラ１０３と二次転写ローラ１０６の圧接部（転写ニップ）に搬送され、加圧力と二次転写ローラ１０６に印加された転写バイアスによって、中間転写ベルト１０２に担持されているトナー像が用紙Ｐに転写される。
【０００４】
ただし、用紙が二次転写ニップ部に突入する際、一次転写面におけるベルトには図１９に示すような速度変動が発生する。図１９のグラフにおいて、縦軸はベルト線速、横軸は経過時間である。なお、一次転写面におけるベルトの速度変動は入口ローラ１０４の速度変動とほぼ同様の挙動であるので、入口ローラ１０４の速度変動で代用している。
【０００５】
それに対して、感光体ドラム１０１は用紙の二次転写部への突入時においてもほぼ同速で回転駆動されるので、感光体ドラム１０１と中間転写ベルト１０２との間で速度差が発生する。この速度差によって、一次転写部において転写位置ずれが発生する。
【０００６】
用紙突入時に発生した一次転写部における転写位置ずれを含むトナー像は、一次転写部から二次転写部までの距離をＬとすると、用紙先端からＬの位置で用紙に転写、定着され、図２０に示すような濃い部分Ｋと薄い部分Ｕという局所的な濃度ムラを持った最終画像となって排紙される。
【０００７】
このように、用紙突入時に発生する一次転写部における転写位置ずれを防ぐには、用紙突入時における入口ローラ１０４の速度変動を抑制する必要がある。この入口ローラの速度変動がどのようなメカニズムで発生するのかについて以下に説明する。
【０００８】
入口ローラの速度変動は、大きく分けて以下の３つの変動から成り立っている。
１）プレニップ突入による速度変動
これは、図２１に示すように用紙先端がプレニップ部（駆動ローラ１０３に接していない部分におけるベルト１０２と二次転写ローラ１０６のニップ）に突入する際に発生する変動である。用紙先端によってプレニップ部におけるベルトが内側に押されることにより、駆動ローラ１０３が減速し、入口ローラ１０４が加速する現象である。
【０００９】
２）本ニップ突入による速度変動
これは、図２２に示すように用紙先端が本ニップ部（駆動ローラ１０３に接している部分におけるベルト１０２と二次転写ローラ１０６のニップ）に突入する際に発生する変動である。用紙先端が本ニップ部に噛み込むことによって、駆動ローラ１０３，入口ローラ１０４共に減速する現象である。
【００１０】
３）ベルトが戻ることによる速度変動
これは、図２３に示すように用紙先端が本ニップ部を通過し、二次転写ローラ１０６が押し下げられる際に発生する変動である。これまで内側に押し込まれていたベルトが元に戻るので、１）のプレニップ突入による速度変動とは逆の変動が発生する。すなわち、駆動ローラ１０３は加速し、入口ローラ１０４は減速する。
【００１１】
中間転写ベルトや搬送ベルト等のベルトの速度変動あるいは像担持体の速度変動を抑制することを目的とした技術が例えば特許文献１，２等により提案されている。
特許文献１に記載された発明は、用紙先端が転写圧接部に突入する際の像担持体速度変動の抑制を目的として、用紙が転写圧接部に突入する前に前記像担持体の制動負荷を所定の大きさまで徐々に増加させ、突入タイミングに合わせて制動負荷を減少、除去するものである。
【００１２】
特許文献２に記載された発明は、用紙先端が二次転写部に突入する際および用紙後端が二次転写部を抜ける際の中間転写ベルト速度変動の抑制を目的として、中間転写ベルトを張架するローラの回転軸に対して制動力を直接付与する制動力付与手段を設け、用紙が二次転写部に進入する際に、制動力を進入直前よりも弱める制御を実施し、用紙が二次転写部を抜ける際に、制動力を排出直前よりも強める制御を実施するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１に記載のものにおいては、用紙突入に合わせて制動力を減少・除去するタイミングの設定において、転写、レジスト間に設置した光学センサで用紙を検知してから所定の時間後と設定しているが、センサで検知してから用紙突入までの時間がばらつく可能性がある。それによって、抑制効果がばらつき、場合によっては悪化させてしまうという問題がある。また、上記特許文献２に記載のものも同様の問題を有している。
【００１４】
本発明は、従来の画像形成装置における上述の問題を解決し、ベルトの速度変動を抑制して画像の位置ズレを防ぎ、高品質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の課題は、本発明により、複数の支持ローラに張架された無端状ベルトと、前記無端状ベルトに圧接されて転写ニップを形成し該転写ニップを通過する記録媒体に画像を転写させる転写部材とを有する画像形成装置において、前記無端状ベルトに所定の走行負荷を付与及び付与解除可能な負荷付与手段を設け、前記負荷付与手段により予め前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与するとともに、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて前記予め付与した負荷を解除するよう制御する制御手段を備えることにより解決される。
【００１６】
本発明においては、転写ニップ上流側における無端状ベルトの内側への変位に応じて、あらかじめ付与していたベルト走行負荷の解除と付与の切り替えを行なう。用紙の転写ニップへの突入の際に、プレニップ部においてベルトは内側に変位するので、この内側への変位に応じて、その後発生するベルトの減速を走行負荷の解除によって抑制する。このような制御によって、用紙がより転写ニップに接近したタイミングで走行負荷の解除ができるので、従来の用紙先端の通過を検知して行なうものよりも正確にベルトの減速に合わせて負荷解除を行なうことができる。
【００１７】
また、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行なうと好ましい。
【００１８】
また、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第１の所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行ない、前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第２の所定値より小さくなったときに前記負荷付与手段により前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与すると好ましい。
【００１９】
用紙の転写ニップへの突入時に走行負荷の解除を行なってベルトの減速を抑制することに加えて、解除した負荷を用紙抜け時に再度を付与することによってベルトの加速を抑制することができる。また、後続用紙の突入までに負荷を付与することができるので、連続通紙にも対応することができる。
【００２０】
また、前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸端部に設けられ該支持ローラの軸に摺動するトルクリミッタと、前記トルクリミッタの回転動作を抑制する抑制手段とを有すると好ましい。
【００２１】
また、前記負荷付与手段は、前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更可能に設けられ、前記制御手段は、記録媒体の厚さに応じて前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更すると好ましい。
【００２２】
また、前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸の両側端部にそれぞれ設けられ該支持ローラの軸に摺動する限界トルク値の異なるトルクリミッタと、前記各トルクリミッタの回転動作を個別に抑制する抑制手段とを有すると好ましい。
【００２３】
また、前記制御手段は、前記負荷付与手段の前記抑制手段により前記トルクリミッタの回転動作を抑制することで前記無端状ベルトに負荷を付与し、前記抑制手段による前記トルクリミッタの回転動作抑制を解除することで前記無端状ベルトに対する負荷付与を解除すると好ましい。
【００２４】
また、前記無端状ベルトが中間転写ベルトであり、該中間転写ベルト上に複数色の画像を順次重ねて転写することによりカラー画像を形成可能であると好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の画像形成装置によれば、負荷付与手段によって無端状ベルトに所定の走行負荷を予め付与しておき、その負荷を解除することによって、負荷解除による見掛け上の加速トルクを与えることができるので、用紙先端が転写ニップに突入する際に発生するベルトの速度変動を抑制することが可能となる。
【００２６】
また、無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて負荷解除を行なうことにより、転写ニップとレジスト手段との間で用紙先端を検知して負荷解除を行なう構成と比べて、用紙先端がより転写ニップに接近したタイミングで負荷解除を行なうことができ、より高精度に負荷を解除してベルトの速度変動を適切に抑制することができる。
【００２７】
請求項２の構成により、所定値（閾値）の設定により負荷を解除するタイミングを調整することができ、ベルト搬送レイアウトや物性値等の違いにより負荷を解除する最適なタイミングが異なる場合であっても、最適な負荷解除タイミングを設定することができる。
【００２８】
請求項３の構成により、用紙突入に合わせた負荷の解除だけでなく、用紙が転写ニップを抜けたタイミングで負荷を付与することができるので、用紙抜け時のベルトが加速されることを抑制することができる。また、用紙が抜けた後に無端状ベルトに走行負荷を付与した状態とすることができるので、連続通紙におけるベルトの速度変動を抑制することができる。
【００２９】
請求項４の構成により、転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸に対し、トルクリミッタの持つ限界トルク分だけの負荷を掛けることができ、所望の走行負荷を無端状ベルトに付与することができる。また、負荷の付与と解除とを自由に制御することができる。負荷付与手段にトルクリミッタを用いることにより、低コストに走行負荷の解除と付与とを行なうことができ、その切り替えも容易である。
【００３０】
請求項５の構成により、用紙厚さによる用紙突入時と抜け時における無端状ベルトの速度変動の違いに対応して適切な走行負荷を付与又は解除することができるので、用紙の厚さが異なる場合であってもベルト速度変動の抑制効果を得ることができる。
【００３１】
請求項６の構成により、無端状ベルトを張架する支持ローラの軸に異なる（２種類の）トルクを選択的に付与することができ、２種類の用紙厚さに対応したベルト走行負荷を解除あるいは付与することができる。
【００３２】
請求項７の構成により、トルクリミッタの回転抑制時には、無端状ベルトを張架する支持ローラの軸とトルクリミッタがトルクリミッタの限界トルクを超えて空転するので、限界トルク分の負荷トルクを支持ローラの軸に付与することができる。また、トルクリミッタの回転抑制を解除すると、支持ローラの軸に対してトルクリミッタが連れ回りするので、付与していた負荷トルクを解除することができる。
【００３３】
請求項８の構成により、中間転写ベルトの速度変動を抑制することができるため、一次転写部での各色画像の位置ズレを防ぎ、色ズレのない高品質なカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。このカラープリンタの全体的構成と動作については後述し、先に本発明の要旨であるベルトの速度変動抑制について説明する。
【００３５】
図２は、図１のカラープリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。この図に示すように、中間転写ベルト２は駆動ローラ３，入口ローラ４及びクリーニング対向ローラ５に張架され、駆動源であるモータ１６からギヤを介して駆動ローラ３を回転駆動することにより、中間転写ベルト２が図中反時計回りに走行駆動される。なお、ギヤを介さずにモータ１６から直接駆動ローラ３を駆動する構成でも良い。また、駆動源であるモータの種類に関しては特別な制約はなく、例えばパルスモータであれば一定パルスを入力し、例えばブラシレスＤＣモータであれば内部ＦＧ信号などよりモータを高精度に駆動することができる。さらに、中間転写ベルト２にテンションを付与するローラ機構などを加えた構成としても良い。
【００３６】
駆動ローラ３に対向して二次転写手段である転写ローラ６が配置され、所定の圧力で中間転写ベルト２を挟んで駆動ローラ３に圧接され、二次転写部を形成している。その二次転写部の用紙搬送方向上流側（本例では図の下方）には、用紙をタイミングをとって送出するためのレジストローラ対８，９が配設されている。
【００３７】
上記二次転写部の手前側であるプレニップ部のベルト内側には、中間転写ベルト２の変位を測定する変位センサ７が、入口ローラ４と駆動ローラ３間でベルト辺に対向するように配置されている。変位センサ７としては、例えば反射型光学センサを用いることができる。そして入口ローラ４の軸には、入口ローラ４に負荷を与える（入口ローラ４を介して中間転写ベルト２に負荷を与える）負荷付与手段１０が設けられている。負荷付与手段１０は、本例では、入口ローラ４の軸に摺動するトルクリミッタ１１，一方側端部を支点として揺動可能に支持されたラチェット１２，ラチェット１２の支点と反対側端部に係止され、該端部を上方に引っ張る付勢手段である引張りバネ１３，引張りバネ１３の付勢力に抗してラチェット１２を引き下げてトルクリミッタ１１との接触を解除させるための電磁ソレノイド１４，電磁ソレノイド１４を駆動するための駆動回路１５等で構成される。
【００３８】
図３は、上記負荷付与手段１０を用いたベルト速度変動抑制の概念を示すものである。図３において、上段のグラフは、用紙（厚紙）が転写ニップ（二次転写部）に突入することによって生じる中間転写ベルト２の変位（変位センサ７とベルト２間の距離）を示したものである。グラフの横軸は経過時間である。なお、非通紙時における変位センサ７から中間転写ベルト２までの距離をＤ［ｍｍ］としている。下段のグラフは、入口ローラ４の線速が変化する様子を示すものであり、負荷付与手段１０による速度変動抑制制御を行なわない場合を実線で示し、速度変動抑制制御を行った場合（負荷解除後の変動波形）を点線にて示している。
【００３９】
本実施例（実施例１）では、用紙が転写ニップに突入する前にあらかじめ、ベルト速度変動の減速部分｛背景技術にて説明した入口ローラ速度変動のうちの、２）本ニップ突入による速度変動、３）ベルトが戻ることによる速度変動｝に相当する大きさの負荷トルクを入口ローラ４に付与しておき、変位センサ７から中間転写ベルト２までの距離が所定の閾値を下回る（ベルトの変位量が所定値より大きくなる）タイミングで、負荷トルクを解除する（負荷付与手段１０の電磁ソレノイド１４をＯＮする）。それによって、ベルト速度変動の減速部分で、負荷解除による見かけ上の加速トルクが入口ローラ４に付与されることになるので、減速が抑制されることになる。なお、閾値により検知してから実際にベルトが減速するまでには、線速２０５ｍｍ／ｓｅｃ搬送時において約１０ｍｓｅｃ程度の時間が存在する。ただ、装置（負荷付与手段）の性能等の制約により、検知してから負荷解除により加速トルクが付与されるまでには、この程度の時間遅れは発生すると想定されるので、むしろ都合が良い。
【００４０】
図４は負荷付与手段１０の動作を示す模式図であり、（ａ）は負荷付与時の状態を、（ｂ）は負荷解除時の状態を示す。
図４に示すように、ベルト走行負荷を付与するときは、電磁ソレノイド１４をＯＦＦにしているので、引張りバネ１３の引張り力により、ラチェット１２（の突部）がトルクリミッタ１１の歯部に噛み合う状態になる。それによって、トルクリミッタ１１の回転運動が抑制された状態となる。ベルト駆動開始時において、入口ローラ４の軸４ａは回転しようとするので、トルクリミッタ１１と入口ローラ軸４ａとの間にトルクが発生する。そのトルクがトルクリミッタ１１の持つ限界トルクを越えると、入口ローラ軸４ａは回転し始め、トルクリミッタ１１と入口ローラ軸４ａは空転する。このように、入口ローラ軸４ａが回転している間は、入口ローラ軸４ａにトルクリミッタ１１の持つ限界トルク分の負荷が付与されていることになる。
【００４１】
ベルト走行負荷解除時は、電磁ソレノイド１４をＯＮにしてラチェット１２を引張り、トルクリミッタ１１の回転運動の抑制を解除する。それによって、トルクリミッタ１１は入口ローラ軸４ａに対して従動し、入口ローラ軸４ａに付与されていた負荷トルクが解除されることになる。
【００４２】
図５は、負荷付与手段１０を制御する制御部を示すブロック図である。
この図において、変位センサ７の出力はＣＰＵ１７に入力される。ＣＰＵ１７にはメモリ１８が接続されている。ソレノイド１４を制御するための信号はＣＰＵ１７から駆動回路１５を介してソレノイド１４に送られる。なお、図２では、図５におけるＣＰＵ１７及びメモリ１８は図示されていない。
【００４３】
図６は、負荷付与手段１０の制御フローチャートである。
本実施例において、ジョブ待機状態では電磁ソレノイド１４をＯＦＦにしているので、中間転写ベルト２に走行負荷を付与する状態になっている。プリントジョブが開始され用紙が二次転写部に突入し、変位センサ７とベルト２間の距離が所定の閾値を下回る（ベルトの変位量が所定値より大きくなる）と（Ｓ１）、電磁ソレノイド１４をＯＮにする（Ｓ２）。それにより、用紙突入によるベルト減速時においてベルトの走行負荷が解除され、負荷解除による加速トルクが入口ローラ４に付与されることになるので、ベルト２の減速が抑制されることになる。
【００４４】
ここでは、２２０ｋｇ紙（２５６／ｍ２ 紙）以上の通紙時に負荷解除を行うことを想定しており、変位センサ７とベルト２間の距離の閾値をＤ−０．４［ｍｍ］としている。この閾値は、ベルトを張架するローラのレイアウトや用紙の搬送方向等によって調整する必要があるが、二次転写部ニップ方向と用紙搬送方向の為す角度が大きくなるほど、よりベルトが内側に押し込まれる量が大きくなるので、閾値は大きめに設定するのが良い。なお、閾値であるＤ−０．４［ｍｍ］を超えないような普通紙等の通紙の場合は、負荷解除は行なわれないので、負荷解除により逆に加速方向に変動が大きくなってしまうようなこともない。また、解除、付与を行なう負荷の量は０．０１［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００４５】
そして、Ｓ３で印刷終了を判断し、印刷が終了すると電磁ソレノイド１４をＯＦＦにする（Ｓ４）。なお、Ｓ２の「ソレノイドＯＮ」は、ソレノイド駆動回路１５をＯＮしてベルト２に対する走行負荷解除状態とするものである。また、Ｓ４の「ソレノイドＯＦＦ」は、ソレノイド駆動回路１５をＯＦＦしてベルト２に対する走行負荷付与状態とするものである。
【００４６】
次に、負荷付与手段１０の制御が異なる第２実施例について説明する。
上記説明した第１実施例では、１枚目の用紙が二次転写部突入時に負荷を解除した後、プリントジョブが終わるまで（待機状態になるまで）電磁ソレノイド１４はＯＦＦされないので、ジョブ終了まで負荷は解除されたままの状態である。そのため、連続通紙時において、２枚目の用紙が突入するときにあらかじめ走行負荷を付与しておくことができない。したがって、第１実施例では２枚目以降の厚紙突入に関してはベルト減速を抑制する効果がない。その点を改善したのが本第２実施例である。
【００４７】
図７を参照して第２実施例の概念を説明する。
図７において、上段のグラフは、用紙が転写ニップ（二次転写部）に突入することによって生じる中間転写ベルト２の変位（変位センサ７とベルト２間の距離）を示したものである。グラフの横軸は経過時間である。なお、本第２実施例では、用紙突入を検知するための閾値を閾値１（Ｄ−０．４［ｍｍ］）、用紙抜けを検知するための閾値を閾値２（Ｄ＋０．３［ｍｍ］）としている。下段のグラフは、入口ローラ４の線速が変化する様子を示すものであり、負荷付与手段１０による速度変動抑制制御を行なわない場合を実線で示し、速度変動抑制制御を行った場合（負荷解除後の変動波形）を点線にて示している。
【００４８】
用紙突入時における負荷解除は第１実施例と同じであるが、本第２実施例では、用紙抜け時における変位センサからベルトまでの距離の変化を用いて負荷解除状態から負荷付与状態へと切り替える。つまり、用紙抜け時では、センサ７からベルト２までの距離が突入時とは逆に大きくなるので、閾値２を上回った時にソレノイド１４をＯＦＦにして、負荷付与状態にする。
【００４９】
元々の変動が加速変動なので、そのタイミングで負荷を付与することによって、入口ローラ４に減速方向のトルクが付与されることになり、加速変動を抑制することになる。このように、２枚目の用紙が突入する前には負荷付与状態になっているので、１枚目と同様の動作を行うことによって、連続通紙にも対応でき、さらに用紙抜け時における加速変動も抑制できる。３枚目以降の用紙の場合も同様である。
【００５０】
図８は、第２実施例における負荷付与手段１０の制御フローチャートである。
図８のフローチャートにおいて、Ｓ１１で変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなった（ベルトの変位量が第１の所定値より大きくなった）かどうかを見て、閾値１より小さくなったらソレノイド１４をＯＮさせる（Ｓ１２）。そして、Ｓ１３で変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２よりも大きくなった（ベルトの変位量が第２の所定値より小さくなった）かどうかを見る。閾値２よりも大きくなったらソレノイド１４をＯＦＦさせ（Ｓ１４）、印刷ジョブが終了したかどうかを判断する（Ｓ１５）。まだ、印刷すべきページがあればＳ１１の前に戻り、前ページ印刷が終了したら制御終了である。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。
【００５１】
次に、３段階の用紙厚さに対応可能な第３実施例について説明する。
上記した第１及び第２実施例では、負荷解除を行う厚紙の厚さは１段階だけであった（普通紙と厚紙の２種類の用紙に対応して負荷を付与または解除する）が、本第３実施例では、２段階の厚紙に対応して負荷解除を行うことで、普通紙、中厚紙、最厚紙の３種類に対応可能とし、それぞれ適切な大きさの負荷の付与と解除とを行うものである。
【００５２】
図９は第３実施例における負荷付与手段を備えたプリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。なお、負荷付与手段以外の基本的構成は図２（第１、第２実施例）と同様であるので、重複する説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
【００５３】
図２の構成では、入口ローラ４に負荷を与える負荷付与手段は１つだけであったが、本第３実施例では、図９に示すように、入口ローラ４の両側（両端）に、それぞれ限界トルクの異なるトルクリミッタを持つ負荷付与手段２０Ａ，２０Ｂを設けている。ここでは、限界トルクの小さい方の負荷付与手段を２０Ａ，限界トルクの大きい方の負荷付与手段を２０Ｂとしている。負荷付与手段２０Ａ，２０Ｂの構造自体は同じであり、図１０にも示すように、トルクリミッタ１１，ラチェット１２，引張りバネ１３，電磁ソレノイド１４，駆動回路１５及び偏芯カム１６等で構成される。なお、図９では偏芯カム１６は図示していない。また、図の煩雑を避けるため、負荷付与手段を構成する各部材のうち、トルクリミッタ１１，電磁ソレノイド１４及び偏芯カム１６にのみａ，ｂを付して区別し、他の部材には付していない。さらに、偏芯カム１６ａ，１６ｂは、それぞれ図示しないカム駆動手段により駆動される。
【００５４】
本第３実施例において、ジョブ待機時は、電磁ソレノイド１４ａ，１４ｂ及び偏芯カム１６ａ，１６ｂは駆動ＯＦＦの状態であり、両方の負荷付与手段１０Ａ，１０Ｂとも引張りバネ１３によりラチェット１２が引き上げられ、トルクリミッタ１１ａ，１１ｂの回転が抑制された（負荷が付与された）状態である。なお、偏芯カム１６ａ，１６ｂは、駆動ＯＮでラチェット１２を押し下げる位置（図１０の位置）、駆動ＯＦＦで押し下げ解除位置（このとき、ソレノイド１４がＯＦＦであれば引張りバネ１３によりラチェット１２が引き上げられる位置＝図１２の負荷付与手段２０Ａの状態）になるものとする。
【００５５】
以下、第３実施例における、普通紙モード、中厚紙モード、最厚紙モードのそれぞれについて、各モードごとにフローチャート及び動作説明図を参照して説明する。なお、各モードは、プリンタに対する印刷指示の中で用紙厚さを設定することによりモード選択可能であり、あるいはプリンタの操作部（操作パネル）等からの入力によってモード選択することも可能である。
【００５６】
まず、図１０，１１により普通紙モードを説明する。普通紙モード時は、入口ローラ４（中間転写ベルト２）に対する走行負荷の解除・付与の動作を行わなくても良いので、図１０に示すように、偏芯カム１６ａ，１６ｂともに駆動ＯＮにし、両方の負荷付与手段１０Ａ，１０Ｂとも常にラチェット１２を押し下げた状態とし、トルクリミッタ１１ａ，１１ｂの回転を抑制しないように（負荷を付与しないように）する。こうすることで、普通紙の通紙時にはトルクリミッタ１１ａ，１１ｂは入口ローラ軸４ａに対して従動し、常に負荷が付与されない状態となる。
【００５７】
図１１のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ａ，１６ｂの駆動をＯＮにし（Ｓ２１）、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ２２）。全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ａ，１６ｂの駆動をＯＦＦにして（Ｓ２３）、待機状態となる。なお、上記したように、偏芯カム１６の駆動ＯＮは、ラチェット１２を押し下げた状態にすることであり、ベルト走行負荷解除状態にすることを意味する。また、偏芯カム１６の駆動ＯＦＦは、ラチェット１２が引張りバネ１３により引き上げられる状態にすることであり、ベルト走行負荷付与状態にすることを意味する。
【００５８】
次に、中厚紙モードを図１２〜１４を参照して説明する。
中厚紙モード時は、限界トルクが小さいトルクリミッタ（１１ａ）のみ作用させる必要があり、大きい方の負荷付与手段２０Ｂは、図１２，１３に示すように、常に走行負荷解除状態にしておく。すなわち、中厚紙モードのジョブを受けた時点で、偏芯カム１６ｂを駆動ＯＮして常にラチェット１２を押し下げておき、走行負荷解除状態を保持するようにしておく。一方、限界トルクが小さい方の負荷付与手段２０Ａに関しては、偏芯カム１６ａの駆動を常にＯＦＦの状態にし、ソレノイド１４ａの動作は図７で説明したように、所定の閾値１を下回れば、ソレノイド１４ａをＯＮにしてトルクリミッタ１１ａの回転抑制を解除し（図１３）、所定の閾値２を上回れば、ソレノイド１４ａをＯＦＦにしてトルクリミッタ１１ａの回転を抑制する動作を行なう（図１２）。このときの、対応する紙厚及びセンサ７からベルト２までの距離の閾値であるが、例えば、１８０ｋｇ（２２０ｇ／ｍ２ 紙）から２５８ｋｇ紙（３００ｇ／ｍ２ 紙）程度までの紙厚で、閾値１はＤ−０．３６［ｍｍ］、閾値２はＤ＋０．２７［ｍｍ］程度に設定しておく。
【００５９】
また、中厚紙モードにおける解除、付与を行なう負荷の量は０．００８［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００６０】
図１４のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ｂの駆動をＯＮにし（Ｓ３１）、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなったかどうかを見る（Ｓ３２）。センサ−ベルト間の距離が閾値１より小さければ、ソレノイド１４ａをＯＮにする（Ｓ３３）。そして、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２より大きくなったかどうかを見る（Ｓ３４）。センサ−ベルト間の距離が閾値２より大きければ、ソレノイド１４ａをＯＦＦにする（Ｓ３５）。そして、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ３６）。印刷が終了していなければＳ３２の前に戻り、全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ｂの駆動をＯＦＦにして（Ｓ３７）、待機状態となる。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。また、偏心カムのＯＮ，ＯＦＦについては図１１の場合と同様である。
【００６１】
次に、最厚紙モードを図１５〜１７を参照して説明する。
最厚紙モード時は、限界トルクが大きいトルクリミッタ（１１ｂ）のみ作用させる必要があり、小さい方の負荷付与手段２０Ａは、図１５，１６に示すように、常に走行負荷解除状態にしておく。ここでは、電磁ソレノイド１４ａは常にＯＦＦにしておき、偏芯カム１６ａをＯＮさせて常にラチェット１２を押し下げておき、走行負荷解除状態を保持するようにしておく。一方、限界トルクが大きい方の負荷付与手段２０Ｂに関しては、偏芯カム１６ｂの駆動を常にＯＦＦの状態にし、ソレノイド１４ｂの動作は図７で説明したように、所定の閾値１を下回れば、ソレノイド１４ｂをＯＮにしてトルクリミッタの回転抑制を解除し（図１６）、所定の閾値２を上回れば、ソレノイド１４ｂをＯＦＦにしてトルクリミッタの回転を抑制する動作を行なう（図１５）。このときの、対応する紙厚及びセンサ７からベルト２までの距離の閾値であるが、例えば、２５８ｋｇ紙（３００ｇ／ｍ２ 紙）以上までの紙厚で、閾値１はＤ−０．５［ｍｍ］、閾値２はＤ＋０．３７［ｍｍ］程度に設定しておく。
【００６２】
また、最厚紙モードにおける解除、付与を行なう負荷の量は０．０１２［Ｎ・ｍ］と設定しているが、これも閾値と同様に調整する必要があり、特に二次転写ニップ圧が大きくなるにつれて、解除する負荷、付与の量を大きく設定する必要がある。
【００６３】
図１８のフローチャートにおいて、偏芯カム１６ａの駆動をＯＮにし（Ｓ４１）、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値１より小さくなったかどうかを見る（Ｓ４２）。センサ−ベルト間の距離が閾値１より小さければ、ソレノイド１４ｂをＯＮにする（Ｓ４３）。そして、変位センサ７とベルト２間の距離が閾値２より大きくなったかどうかを見る（Ｓ４４）。センサ−ベルト間の距離が閾値２より大きければ、ソレノイド１４ｂをＯＦＦにする（Ｓ４５）。そして、印刷ジョブが終了したかどうかを見る（Ｓ４６）。印刷が終了していなければＳ４２の前に戻り、全ページの印刷が終了したら、偏芯カム１６ａの駆動をＯＦＦにして（Ｓ４７）、待機状態となる。なお、ソレノイドのＯＮ，ＯＦＦについては図６の場合と同様である。また、偏心カムのＯＮ，ＯＦＦについては図１１の場合と同様である。
【００６４】
このように、本第３実施例では、入口ローラ４の軸の両端部に限界トルクの異なるトルクリミッタを選択的に作用させることで、普通紙，中厚紙，最厚紙と３段階の用紙厚さに対応することができ、中厚紙および最厚紙に対してそれぞれ適切な大きさの走行負荷の付与と解除を切り替え、二次転写ニップへの用紙突入時の中間転写ベルト２の速度変動を抑制することができる。
【００６５】
最後に、図１に示すカラープリンタの全体的構成と動作について説明する。
図１に示すカラープリンタは、本体のほぼ中央部に４つの（４色分の）作像ユニット５０Ｙ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｋを並設している。その４連の作像ユニットの上側にベルトユニット１を、下側に光書込み装置６０を配設している。なお、作像ユニット５０の色の並べ順はこれに限定されるものではない。
【００６６】
各作像ユニット５０は像担持体としての感光体ドラム５１をそれぞれ有し、その回りには専用の帯電器５２、現像装置５３、一次転写ローラ５４、クリーニング装置５５等を備えている。なお、これらの機器については、図中スペースの関係で、黒用作像ユニット５０Ｋの各機器にのみ符号を付しており、他色の作像ユニットにおける符号は省略する。
【００６７】
ベルトユニット１については図２により先に説明したが、二次転写部と反対側の支持ローラ５に対向するように、ベルトクリーニング装置１９がベルト２の外側に配置される。
【００６８】
ベルトユニット１の上方には４本のトナーボトル３２が配置されている。各トナーボトル３２には、左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナーが充填されており、ここから不図示の搬送経路によって、所定の補給量だけ各色作像ユニット５０の現像装置にトナーが補給される。
【００６９】
装置本体の最下部には、例えば転写紙等の記録媒体を収納する給紙カセット２６がセットされる。給紙カセット２６は、用紙を押し上げる底板２５を有している。給紙カセット２６の一方側端部に位置するように、給紙分離装置２７が設けられる。
【００７０】
また、給紙分離装置２７の上方で二次転写部の手前に位置するように、レジストローラ対８，９が配設されている。二次転写部の下流側（図の上方）には、定着装置２８が設けられる。
【００７１】
カラー画像の形成動作は、用紙が給紙カセット２６から給紙分離装置２７によって給送され、用紙先端がレジストローラ対８，９まで到達すると不図示のセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対８，９によって用紙を二次転写ローラ６と中間転写ベルト２のニップ部に送出する。
【００７２】
一方、各色作像ユニット５０では、あらかじめ帯電装置５２によって一様に帯電させられた感光体ドラム５１は、光書込み装置６０によりレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム５１上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置５３により現像され、感光体ドラム５１の表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。
【００７３】
次に一次転写ローラ５４に電圧が印加され、感光体ドラム５１上のトナーが、中間転写ベルト２上に順次転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト２の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト２上に形成された画像は、二次転写部まで搬送され、用紙に二次転写される。各色のトナー像が転写された用紙は、定着装置２８に搬送されて熱定着され、排紙ローラ２９により装置上面の排紙トレイ３０に排出され、スタックされる。
【００７４】
感光体ドラム５１上に残留したトナーは、それぞれのクリーニング装置５５でクリーニングされ、その後、帯電装置５２によって除電と同時に帯電され、次の作像に備えられる。また、中間転写ベルト２上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１９によってクリーニングされ、次の作像工程に備えられる。
【００７５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。速度変動の抑制対象であるベルトは中間転写ベルトに限らず、転写ベルトや搬送ベルトであっても良い。また、ベルト状像担持体（例えば感光体ベルト）に対しても本発明は適用可能である。また、ベルトの張設形態や、ベルト位置を検知するセンサの種類及び位置等は適宜に設定できるものである。また、負荷付与手段における、負荷の付与と解除を切り替える閾値の値も適宜に設定できるものである。負荷付与手段構成も任意であり、適宜な構成のものを使用可能である。
【００７６】
本発明による画像形成装置は、中間転写方式に限らず、直接転写方式にも適用可能である。画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色作像ユニットの配置順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、３色のトナーを用いるフルカラー機や、２色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のカラープリンタの二次転写部付近を示す斜視図である。
【図３】本発明によるベルト速度変動抑制の概念を説明するためのグラフである。
【図４】負荷付与手段の動作を示す模式図である。
【図５】負荷付与手段の制御部を示すブロック図である。
【図６】負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図７】連続通紙に対応したベルト速度変動抑制の概念を説明するためのグラフである。
【図８】第２実施例における負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図９】第３実施例の二次転写部付近を示す斜視図である。
【図１０】第３実施例における普通紙モードの動作説明図である。
【図１１】第３実施例の普通紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１２】第３実施例における中厚紙モードの動作説明図で、走行負荷付与状態を示すものである。
【図１３】第３実施例における中厚紙モードの動作説明図で、走行負荷解除状態を示すものである。
【図１４】第３実施例の中厚紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１５】第３実施例における最厚紙モードの動作説明図で、走行負荷付与状態を示すものである。
【図１６】第３実施例における最厚紙モードの動作説明図で、走行負荷解除状態を示すものである。
【図１７】第３実施例の最厚紙モードにおける負荷付与手段の制御フローチャートである。
【図１８】従来の画像形成装置の一例における中間転写部の構成を模式的に示す図である。
【図１９】用紙が転写ニップ部に突入する際のベルトの速度変動を示すグラフである。
【図２０】濃度ムラを持った画像を示す模式図である。
【図２１】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、プレニップ突入による速度変動を示す模式図及びグラフである。
【図２２】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、本ニップ突入による速度変動を示す模式図及びグラフである。
【図２３】用紙の転写ニップ突入による速度変動を説明するための図で、ベルトが戻ることによる速度変動を示す模式図及びグラフである。
【符号の説明】
【００７８】
１ ベルトユニット
２ 中間転写ベルト
３ 駆動ローラ
４ 入口ローラ
４ａ 入口ローラ軸
６ 転写ローラ（二次転写手段）
８，９ レジストローラ対
７ 変位センサ
１０ 負荷付与手段
１１ トルクリミッタ
１２ ラチェット
１３ 引張りバネ
１４，１４ａ，１４ｂ 電磁ソレノイド
１５ 駆動回路
１６，１６ａ，１６ｂ 偏芯カム
２０Ａ，２０Ｂ 負荷付与手段
５０ 作像ユニット
５１ 感光体ドラム
６０ 光書込み装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支持ローラに張架された無端状ベルトと、前記無端状ベルトに圧接されて転写ニップを形成し該転写ニップを通過する記録媒体に画像を転写させる転写部材とを有する画像形成装置において、
前記無端状ベルトに所定の走行負荷を付与及び付与解除可能な負荷付与手段を設け、
前記負荷付与手段により予め前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与するとともに、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて前記予め付与した負荷を解除するよう制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第１の所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行ない、前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第２の所定値より小さくなったときに前記負荷付与手段により前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸端部に設けられ該支持ローラの軸に摺動するトルクリミッタと、前記トルクリミッタの回転動作を抑制する抑制手段とを有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記負荷付与手段は、前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更可能に設けられ、
前記制御手段は、記録媒体の厚さに応じて前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更することを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸の両側端部にそれぞれ設けられ該支持ローラの軸に摺動する限界トルク値の異なるトルクリミッタと、前記各トルクリミッタの回転動作を個別に抑制する抑制手段とを有することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記負荷付与手段の前記抑制手段により前記トルクリミッタの回転動作を抑制することで前記無端状ベルトに負荷を付与し、前記抑制手段による前記トルクリミッタの回転動作抑制を解除することで前記無端状ベルトに対する負荷付与を解除することを特徴とする、請求項４又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記無端状ベルトが中間転写ベルトであり、該中間転写ベルト上に複数色の画像を順次重ねて転写することによりカラー画像を形成可能なことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
複数の支持ローラに張架された無端状ベルトと、前記無端状ベルトに圧接されて転写ニップを形成し該転写ニップを通過する記録媒体に画像を転写させる転写部材とを有する画像形成装置において、
前記無端状ベルトに所定の走行負荷を付与及び付与解除可能な負荷付与手段を設け、
前記負荷付与手段により予め前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与するとともに、前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位に応じて前記予め付与した負荷を解除するよう制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写ニップ上流側における前記無端状ベルトの変位量を検出する検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第１の所定値より大きくなった場合に前記負荷付与手段により予め付与した負荷の解除を行ない、前記無端状ベルトのベルト内側方向への変位量が第２の所定値より小さくなったときに前記負荷付与手段により前記無端状ベルトに対して所定の負荷を付与することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸端部に設けられ該支持ローラの軸に摺動するトルクリミッタと、前記トルクリミッタの回転動作を抑制する抑制手段とを有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記負荷付与手段は、前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更可能に設けられ、
前記制御手段は、記録媒体の厚さに応じて前記無端状ベルトに付与する負荷の量を変更することを特徴とする、請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記負荷付与手段は、前記転写ニップ上流側に配置された支持ローラの軸の両側端部にそれぞれ設けられ該支持ローラの軸に摺動する限界トルク値の異なるトルクリミッタと、前記各トルクリミッタの回転動作を個別に抑制する抑制手段とを有することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記負荷付与手段の前記抑制手段により前記トルクリミッタの回転動作を抑制することで前記無端状ベルトに負荷を付与し、前記抑制手段による前記トルクリミッタの回転動作抑制を解除することで前記無端状ベルトに対する負荷付与を解除することを特徴とする、請求項４又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記無端状ベルトが中間転写ベルトであり、該中間転写ベルト上に複数色の画像を順次重ねて転写することによりカラー画像を形成可能なことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１０−８５９０７（Ｐ２０１０−８５９０７Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７２９４（Ｐ２００８−２５７２９４）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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