JP2000105507A

JP2000105507A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000105507A
Application number: JP10274522A
Authority: JP
Inventors: Masayo Higashimura; 昌代東村; Kazuhiko Arai; 和彦新井; Shigehisa Kitano; 賀久北野; Ryuji Katsuno; 龍司勝野; Akihiro Ida; 明寛井田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、上記の事情に鑑み、無端ベルト
とその駆動ロールとの間のスリップが防止された、高画
質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。【解決手段】中間転写ベルト２に張力を与える、張力
の強さが可変な張力付与手段５ｃと、張力付与手段５ｃ
により中間転写ベルト２に付与される張力の強さを経時
的に増加させるように制御する張力制御手段８とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式のプ
リンタや複写機などに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタや複写機などの分野にお
いて、文字や絵などを表わす画像情報に基づく光ビーム
を感光体上に照射して感光体上に静電潜像を形成しそれ
をトナーで現像して可視像化するデジタル電子写真方式
の画像形成装置が広く採用されている。

【０００３】このようなデジタル方式の画像形成装置に
おいて、白と黒の二値画像を形成するときのみならず、
中間調（ハーフトーン）を持った画像を形成する場合
も、光ビームを高速でオン、オフして網点構造や万線構
造の静電潜像を形成することにより中間調画像を表現す
る方式が知られている。この網点構造や万線構造などの
ことをハーフトーンスクリーンといい、網点や万線など
の面積の大小により画像の濃淡の表現が行われる。この
方式はアルゴリズムも比較的簡易であり、また低コスト
で実現できるためデジタル電子写真方式のプリンタや複
写機などの画像形成装置に広く採用されてきている。し
かしながら、この方式で形成した感光体上の静電潜像を
乾式トナーで現像してトナー像を形成した後そのトナー
像を記録紙に静電的に転写し定着する従来の画像形成装
置において、転写時に粉体トナーの飛散を生じることが
あり、網点や万線などのハーフトーンスクリーン構造の
再現性が低下しざらついた画像になるという問題があ
る。

【０００４】このような問題に対して、特公昭４６−４
１６７９号公報には、感光体上に形成したトナー像を中
間転写ベルトに粘着転写し、次いで中間転写ベルト上の
トナー像を記録紙に溶融転写する方式の画像形成装置が
開示されている。この方式では、記録紙へのトナー像の
転写は非静電的に行われるので、前述のような転写時の
粉体トナーの飛散による画質劣化は生じにくい。

【０００５】また、特開平２−１０８０７２号公報に
は、中間転写ベルト上に互いに色の異なる複数色のトナ
ー像を静電的に重ね転写し、重ね転写により中間転写ベ
ルト上に形成された多色の多重トナー像を溶融した後、
その溶融した多重トナー像を記録紙に転写してカラーコ
ピーを得るようにした転写定着方式の画像形成装置が開
示されている。この画像形成装置においても、記録媒体
へのトナー像の転写は非静電的に行われるので、前述の
ような画質劣化は生じにくい。

【０００６】また、米国特許第２９９０２７８号公報、
特開平５−１９６４２号公報、および特開平５−２４９
７９８号公報には、中間転写ベルトから記録紙へのトナ
ー像の移行が完全に行われるように、中間転写ベルトと
記録紙とを密着させた状態で加熱するとともに加圧した
後、トナー間の凝集力がトナーと中間転写ベルトとの接
着力より大きくなるまで冷却してから記録紙を中間転写
ベルトから剥離する転写定着方式の画像形成装置が開示
されている。

【０００７】これらの画像形成装置によれば、静電転写
工程における粉体トナーの飛散による画像品質の劣化が
ないので、トナーの転写効率が高く、色バランスが良好
で、光沢度が高く、トナーの透明性に優れた高画質の画
像を得ることができる。このような利点をさらに助長す
るため、従来の画像形成装置においては、中間転写ベル
トの最上層の構成材料として、記録紙へのトナー転写性
の高いシリコーン系ゴムが一般的に使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の転写定着方式の画像形成装置において、感光体表面に
存在する、画像に無関係な多数のカブリトナーが、弾性
および粘着性を有するシリコーン系ゴムにより、殆どす
べて中間転写ベルト表面に転写されてしまい、中間転写
ベルト表面に転写されたカブリトナーが記録紙上に転写
定着されて画質を低下させるという問題がある。

【０００９】また、シリコーン系ゴムはレベリング性が
よいため、これを中間転写ベルトの表面にコーティング
すると中間転写ベルトの表面は高い平滑度を持つように
なる。この高い平滑度を持つ中間転写ベルトと、同様に
高い平滑度を有する感光体表面との摩擦係数は極めて大
きいものとなるため、中間転写ベルトと中間転写ベルト
を駆動する駆動ロールとの間でスリップが生じやすくな
り、そのために、複数色のトナー像を重ね合わせてカラ
ー画像を形成する際の各色のレジストレーション（位
置）にズレが生じ画質を低下させるという問題がある。

【００１０】そこで、中間転写ベルト表面と感光体表面
との間の大きな摩擦係数に対抗して、中間転写ベルトと
駆動ロールとの摩擦係数を大きくしてスリップを防止す
ることが考えられるが、このようにして駆動力を増加さ
せていくと、中間転写ベルトが駆動ロールから受ける力
の方向と感光体から受ける力の方向とが厳密には一致し
ていないため、双方の力の引張り合いによって、中間転
写ベルトが波打ち、平面を保持できなくなり、感光体表
面のトナー像が中間転写ベルトに正確に転写されず、画
像欠陥を生じてしまうという問題がある。

【００１１】この問題に対して、中間転写ベルトおよび
駆動ロールの接触面の平滑度を粗くして中間転写ベルト
と駆動ロールとの摩擦係数を低下させる方法が考えられ
る。例えば、中間転写ベルトにシリコーン系ゴムをスプ
レーコーティングして表面層を形成する際に、シリコー
ン系ゴムが霧化しにくい温度、湿度、スプレーガンとの
距離などの作業条件やシリコーン系ゴムの粘度などを調
整して接触面の平滑度を粗くする方法が考えられる。し
かしながら、この方法では、中間転写ベルト表面に細か
なうねりが形成されるものの、うねりの表面は平滑なま
まなので、摩擦係数を大幅に低下させることはできな
い。また、中間転写ベルト表面に砂や鋼粒によるブラス
ト処理を施す方法も考えられるが、中間転写ベルト表面
に凹部を形成することはできるものの全体的に粗くなる
だけなので、摩擦係数は僅かしか低下せず、カブリトナ
ーの転写率を大幅に低下させることはできい。また、こ
の方法では、画像のグロスが大きく低下してしまい、中
間転写ベルトの表面全体を均一に粗くすることが困難な
ため、画像にムラが生じ画質が大幅に劣化するという問
題がある。

【００１２】以上、中間転写方式の画像形成装置におけ
る中間転写ベルトとその駆動ロールとの間のスリップの
問題についてのみ説明したが、中間転写方式の画像形成
装置以外の、例えば、感光体上に形成したトナー像を、
無端ベルト状の用紙搬送ベルト上に担持された用紙に転
写し、用紙上に転写されたトナー像を定着して画像を得
る方式の画像形成装置における用紙搬送ベルトとその駆
動ロールとの間にも上記と同様のスリップに起因する画
質劣化の問題がある。

【００１３】本発明は、上記の事情に鑑み、無端ベルト
とその駆動ロールとの間のスリップが防止された、高画
質の画像を得ることのできる画像形成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の第１の画像形成装置は、トナー像を担持して搬送
する無端ベルトと、上記無端ベルトを駆動してその無端
ベルトを所定の方向に循環移動させる駆動ロールとを備
え、トナー像を生成してそのトナー像を上記無端ベルト
上に転写し無端ベルト上に転写されたトナー像を用紙上
に再度転写してトナー像を用紙上に定着することにより
用紙上に画像を形成する画像形成装置において、上記無
端ベルトに張力を与える、張力の強さが可変な張力付与
手段と、上記張力付与手段により、上記無端ベルトに付
与される張力の強さを経時的に増加させるように制御す
る張力制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】また、上記の目的を達成する本発明の第２
の画像形成装置は、用紙を担持して搬送する無端ベルト
と、上記無端ベルトを駆動してその無端ベルトを所定の
方向に循環移動させる駆動ロールとを備え、トナー像を
生成してそのトナー像を上記無端ベルトに担持された用
紙上に転写しトナー像を用紙上に定着することにより用
紙上に画像を形成する画像形成装置において、上記無端
ベルトに張力を与える、張力の強さが可変な張力付与手
段と、上記張力付与手段により、上記無端ベルトに付与
される張力の強さを経時的に増加させるように制御する
張力制御手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１の画像形成装置の一
実施形態を示す概略構成図である。

【００１８】この実施形態は、本発明の第１の画像形成
装置についての実施形態であり、トナー像を担持して搬
送する無端ベルト状の中間転写ベルト２と、中間転写ベ
ルト２を駆動して中間転写ベルト２を矢印Ｂ方向に循環
移動させる駆動ロール５ａと、中間転写ベルト２に張力
を与えるテンションロール５ｃと、テンションロール５
ｃにより中間転写ベルト２に付与される張力の強さを経
時的に変化させるように制御する張力制御手段８とを備
え、トナー像を生成してそのトナー像を中間転写ベルト
２上に転写し、中間転写ベルト２上に転写されたトナー
像を用紙Ｐ上に再度転写してトナー像を用紙Ｐ上に定着
することにより用紙Ｐ上に画像を形成する、いわゆる中
間転写方式の画像形成装置である。

【００１９】なお、この実施形態におけるテンションロ
ール５ｃは、本発明にいう張力付与手段に相当するもの
であり、このテンションロール５ｃには、テンションロ
ール５ｃにより中間転写ベルト２に付与される張力の強
さを経時的に増加させるように制御する張力制御手段が
備えられている。これら張力付与手段および張力制御手
段については後述する。

【００２０】これらのほかに、この画像形成装置には、
原稿３０ａを載置する原稿設置台（プラテン）３０、ブ
ラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に対応す
る、それぞれ矢印Ａ方向に回転する感光体１ａ，１ｂ，
１ｃ，１ｄ、画像情報に基づき変調された光ビームを出
力する光ビーム変調装置４０、光ビーム変調装置４０か
ら出力された光ビームにより感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ表面を走査する光ビーム走査装置２０、各感光体１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの周辺に配置された帯電器１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、上記４色のトナーを収納
する現像器１１，１２，１３，１４、中間転写ベルト２
を支持する従動ロール５ｂ，５ｄ，５ｅ，５ｆ、中間転
写ベルト２上に転写されたトナー像を用紙Ｐ上に転写定
着する加熱ロール３＿１および加圧ロール３＿２、中間
転写ベルト２を挟んで各感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
に対向する位置に配置された転写器９ａ，９ｂ，９ｃ，
９ｄ、記録紙Ｐを収納する用紙トレイ６、加熱ロール３
＿１により加熱された記録紙Ｐ上のトナー温度を下げる
とともに中間転写ベルト２と記録紙Ｐを冷却する第１の
冷却装置７および第２の冷却装置４などが備えられてい
る。

【００２１】図２は、第１の実施形態の画像形成装置に
おける中間転写ベルトの断面図（ａ）および平面図
（ｂ）である。

【００２２】図２（ａ）および（ｂ）に示すように、中
間転写ベルト２は、ベース層２＿１と表面層２＿２とか
らなり、表面層２＿２の表面には凸部２＿２ａと平滑部
２＿２ｂとが形成されている。

【００２３】ベース層２＿１には、ポリイミド、ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリーレンス
ルフィド（ＰＡＳ）、ポリイミドアミド、ポリエーテル
サルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥ
Ｎ）、熱可塑ポリイミドなどが用いられるが、耐熱性や
機械強度などの面からポリイミドを用いることが望まし
く、本実施形態では、ベース層２＿１の材料として、カ
ーボンブラックを添加した厚さ８０μｍのポリイミドフ
ィルムを用い、感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成
されたトナー像を中間転写ベルト２に画像乱れなく静電
的に転写するために、カーボンブラックの添加量を調整
してベース層２＿１の体積抵抗率は１０⁸Ω・ｃｍ〜１
０¹¹Ω・ｃｍに調整されている。

【００２４】表面層２＿２としては、中間転写ベルト２
上のトナー像を記録紙Ｐに転写定着する時の、トナー像
を挟んだ状態での中間転写ベルト２と記録紙Ｐとの密着
性を高めるとともに、トナーの離型性や耐熱性をも向上
させるために、ベース層２＿１の表面に、ゴム硬度４０
度、厚さ５０μｍのシリコーンゴムを被覆したものを用
いている。表面層２＿２は、感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に画像
乱れなく静電的に転写するために、体積抵抗率を１０¹²
Ω・ｃｍ〜１０¹⁵Ω・ｃｍに調整されている。

【００２５】本実施形態では、この中間転写ベルト２の
表面層２＿２の表面に、型押しにより凸部２＿２ａおよ
び平滑部２＿２ｂよりなる凹凸を形成して、感光体１
ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとの接触面積を減少させることに
より、中間転写ベルト２と感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄとの摩擦係数を低下させている。

【００２６】図３は、中間転写ベルトを駆動する駆動ロ
ール、ギヤ、およびモータを示す概略構成図である。

【００２７】モータ５１ａの回転力は、ギア５１ｂ，５
１ｃを介して駆動ロール５ａに伝達され、駆動ロール５
ａは、中間転写ベルト２を図１の矢印Ｂ方向に回転させ
る。駆動ロール５ａの表面は、ウレタン、ＥＰＤＭ、シ
リコーンゴムなどで形成されている。

【００２８】次に、以上のように構成された本実施形態
の画像形成装置の詳細な構成およびその動作について、
図１ないし図３を参照しながら説明する。

【００２９】ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの
各色に対応する感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、それ
ぞれ帯電器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによって一
様に帯電された後、原稿設置台３０上に載置された原稿
３０ａの画像情報が光ビーム変調装置４０に入力され、
光ビーム変調装置４０からは変調された光ビームが光ビ
ーム走査装置２０に出力される。感光体１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄ表面は、光ビーム走査装置２０によって露光さ
れ、感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上にはハーフトーン
スクリーン構造を持つ静電潜像が形成される。

【００３０】感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄとしては、
各種の無機感光体（Ｓｅ、ａ−Ｓｉ、ａ−Ｓｉｃ、Ｃｄ
Ｓなど）のほかに各種の有機感光体を用いることができ
る。

【００３１】各感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ上に形成
された静電潜像は、それぞれブラック、イエロー、マゼ
ンタ、シアンのトナーが収納されている現像器１１，１
２，１３，１４により現像され、中間調スクリーン構造
を持った各色のトナー像が各感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄ上に形成される。これらの各色のトナー像は、順
次、転写器９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄによって中間転写ベ
ルト２上へ転写され、中間転写ベルト２上には上記４色
のトナー像が重ね合わされた多色トナー像が形成され
る。

【００３２】イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナ
ーは、イエロー、マゼンタ、シアンなどの色素を含有し
た熱可塑性のバインダで構成されたものを用いることが
できる。また、記録紙Ｐ上に形成される各色のトナー量
は、色素の含有量に応じて約０．４ｍｇ／ｃｍ²〜０．
７ｍｇ／ｃｍ²になるように露光条件や現像条件が設定
される。本実施形態では、各色とも０．６５ｍｇ／ｃｍ
²に設定されている。

【００３３】中間転写ベルト２上に形成された多色トナ
ー像が、加熱ロール３＿１と加圧ロール３＿２により形
成されるニップ部Ｎに搬送されるタイミングに合わせ
て、用紙トレイ６から記録紙Ｐがニップ部Ｎに供給さ
れ、加熱ロール３＿１および加圧ロール３＿２により中
間転写ベルト２および多色トナー像とともに加熱される
とともに加圧される。なお、加圧ロール３＿２は、常時
加熱ロール３＿１に圧接しているわけではなく、加熱ロ
ール３＿１および加圧ロール３＿２による加圧加熱が行
われる時以外は加熱ロール３＿１から離間する待機位置
にリトラクトされるようになっている。

【００３４】加熱ロール３＿１および加圧ロール３＿２
によりトナー溶融温度以上に加熱された多色トナー像は
軟化、溶融し、記録紙Ｐに浸透し冷却後固化することに
よってトナー像の記録紙Ｐへの転写定着が行われる。

【００３５】加熱ロール３＿１および加圧ロール３＿２
は、金属ロールあるいは金属ロール上にシリコーンゴム
などの耐熱弾性層を被覆したものを用いることができ
る。加熱ロール３＿１の内部には熱源が配置され、その
加熱温度は、加熱ロール３＿１によりトナーがトナー溶
融温度以上の温度に加熱されるように制御されている。
加熱ロール３＿１と加圧ロール３＿２により形成される
ニップ部Ｎは、多色トナー像を表面に担持する中間転写
ベルト２と記録紙Ｐとが互いに十分に密着し、両者の間
に部分的な浮きが発生せず、かつ記録紙Ｐに皺やズレが
生じないように設定される。ニップ圧力は、上記のトナ
ーに対しては、１×１０⁵Ｐａ〜１×１０ ⁶Ｐａの範囲
が適当である。本実施形態では、加熱ロール３＿１およ
び加圧ロール３＿２として、アルミニウムの中空ロール
上に硬度５５度のシリコーンゴムを厚さ３ｍｍで積層し
たものを用い、加熱ロール３＿１内部の熱源としてハロ
ゲンランプを使用し、ニップ圧力を５．５×１０⁵Ｐａ
に設定している。また、加熱ロール３＿１と加圧ロール
３＿２の配置を、図１に示す配置とは逆の配置とするこ
とができる。また、加圧ロール３＿２の内部にも熱源を
配備するようにしてもよい。

【００３６】加熱ロール３＿１と加圧ロール３＿２の中
間転写ベルト移動方向下流側には、第１の冷却装置７が
設けられている。この第１の冷却装置７は、ニップ部Ｎ
を通過した直後のトナー温度を下げるためのものであ
り、記録紙Ｐ側からだけでなく中間転写ベルト２側から
冷却するように構成してもよいし、記録紙Ｐの両面から
冷却するようにしてもよい。第１の冷却装置７による冷
却によって、トナーの凝集力を増大させて記録紙Ｐの剥
離時にトナーが中間転写ベルト２上に残留することが防
止される。

【００３７】第２の冷却装置４は、第１の冷却装置７よ
りも中間転写ベルト移動方向下流側に配置されており、
一体となって搬送される中間転写ベルト２および記録紙
Ｐを冷却し、これによって記録紙Ｐのトナーを凝集固化
させて記録紙Ｐとトナーとの間に強い接着力を発生させ
る。第２の冷却装置４により冷却された中間転写ベルト
２および記録紙Ｐは、さらに矢印Ｂ方向に搬送されて、
曲率半径の小さい従動ロール５ｅに到り、記録紙Ｐの腰
の強さによって中間転写ベルト２から記録紙Ｐが剥離さ
れてカラー画像が完成する。

【００３８】こうして得られた記録紙Ｐ上のカラー画像
の表面は、中間転写ベルト２の表面に対応した凹凸を有
する表面となる。

【００３９】図４は、本実施形態の画像形成装置のベル
ト駆動機構を示す図である。

【００４０】図４に示すように、ネジ機構８＿２により
制御された力がバネ８＿１などの弾性体およびテンショ
ンロール５ｃを介して中間転写ベルト２に伝えられ、こ
れにより中間転写ベルト２は所定の張力で張架され、駆
動ロール５ａにより矢印Ｂ方向に循環移動する。

【００４１】本実施形態におけるテンションロール５ｃ
は、本発明にいう張力付与手段に相当するものであり、
バネ８＿１およびネジ機構８＿２は、本発明にいう張力
制御手段に相当するものである。このバネ８＿１および
ネジ機構８＿２は、中間転写ベルト２に付与される張力
の強さを経時的に増加させるように制御を行っている。
このような制御を行う理由は、中間転写ベルト２の張力
の強さを一定に保ったまま画像形成装置の運転を続けて
いると、中間転写ベルト２を駆動する駆動ロール５ａと
中間転写ベルト２裏面との摩擦力が駆動ロール５ａの使
用時間に応じて次第に低下し、やがてスリップを生じる
ようになり画質に悪影響を及ぼすようになるからであ
る。そこで、本実施形態においては、中間転写ベルト２
のスリップを防止するために、駆動ロール５ａの使用時
間に応じて、中間転写ベルト２の張力の大きさを経時的
に増加させるように制御を行っている。具体的には、駆
動ロール５ａの使用時間に応じてネジ機構８＿２により
バネ８＿１を図４の矢印Ｃで示される方向に移動させる
ことにより中間転写ベルト２の張力の大きさを経時的に
増加させている。

【００４２】図５は、駆動ロールのベルト駆動力測定装
置の概要図である。

【００４３】図５に示すように、この測定装置は、本実
施形態の中間転写ベルト２と同一材質のベルト２'の一
方の端部に錘６４を取り付けたものを駆動ロール５ａに
架け、他方の端部を固定点６５に固定する。ベルト２'
上にはピン６１が固着されており、このピン６１にフッ
ク６３を掛け、フック６３をバネばかり６２に接続して
駆動ロール５ａを回転させて駆動ロール５ａのベルト駆
動力をバネばかり６２で測定する。なお、駆動ロール５
ａへのベルト２'の巻付け角は９０°一定としている。

【００４４】図６は、図５に示す測定装置で測定したベ
ルト張力とベルト駆動力との関係を示すグラフである。

【００４５】図６に示すように、ベルト張力の増加につ
れてベルト駆動力は増加するが、駆動ロール５ａとベル
ト２'裏面との摩擦係数（μｄ）が、例えば、μｄ＝１
からμｄ＝０．５に低下すると、同一張力の場合でも駆
動ロールのベルト駆動力は、例えばＡからＢのように大
幅に低下する。従って、駆動ロールの使用時間が経過す
るなどの理由で駆動ロール５ａとベルト２'裏面との摩
擦係数が低下すると駆動ロール５ａによるベルト駆動力
が低下してスリップが発生する。しかしながら、ベルト
張力を高めると、摩擦係数が一定でも駆動ロール５ａに
よるベルト駆動力は、例えばＢからＣのように増加す
る。

【００４６】次に、本発明の画像形成装置における張力
付与手段および張力制御手段の他の実施形態について説
明する。

【００４７】図７は、本発明の画像形成装置の第２の実
施形態における張力付与手段および張力制御手段を示す
模式図である。

【００４８】図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、この実
施形態の張力制御手段は、図４に示した第１の実施形態
におけるネジ機構８＿２の代わりに、カム機構８＿３を
用いている。駆動ロール５ａの使用開始当初には、図７
（ａ）に示すようにカム機構８＿３によりバネ８＿１お
よびテンションロール５ｃの位置を、中間転写ベルト２
の張力の強さが最も小さくなる位置に設定しておき、駆
動ロール５ａの使用時間に応じてカムを矢印Ｄ方向に回
転させることにより、図７（ｂ）に示すようにバネ８＿
１およびテンションロール５ｃにより付与される中間転
写ベルト２の張力の強さを増加させていき、やがて図７
（ｃ）に示すように中間転写ベルト２の張力の強さをこ
れ以上増加させることができなくなった時点で画像形成
装置から駆動ロール５ａを一旦取り外して表面を再加工
するか、あるいは新品と交換するかした上で運転を再開
する。このようにして駆動ロール５ａと中間転写ベルト
２裏面との摩擦力低下による中間転写ベルト２のスリッ
プに起因する画質劣化を防止することができる。

【００４９】図８は、本発明の画像形成装置の第３の実
施形態における張力付与手段および張力制御手段を示す
模式図である。

【００５０】図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、この実
施形態の張力付与手段は、図４に示した第１の実施形態
における圧縮型のバネ８＿１の代わりに、引張り型のバ
ネ８＿４を用いている。テンションロール５ｃにより、
中間転写ベルト２に付与された張力の強さを経時的に増
加させるように制御する張力制御手段としては、ネジ機
構８＿２の代わりに、モータ８＿５およびギヤ機構を備
えている。すなわち、テンションロール５ｃは、ロール
軸方向両端部が支持部材８＿７により回転自在に支持さ
れており、支持部材８＿７は、引張り型のバネ８＿４を
介して支持部材８＿６に連結されている。支持部材８＿
６の上面には溝歯８＿６ａが切られており、この溝歯８
＿６ａがモータ８＿５の回転軸８＿５ａに取り付けられ
たギヤ８＿５ｂと噛み合っている。モータ８＿５の回転
に応じて支持部材８＿６が矢印Ｄの方向に変位すること
によってテンションロール５ｃが中間転写ベルト２に与
える張力の強さが増加するようになっている。

【００５１】この実施形態では、駆動ロール５ａの使用
時間に応じてモータ８＿５を回転させて中間転写ベルト
２の張力を増加させることにより、駆動ロール５ａと中
間転写ベルト２裏面との摩擦力低下による中間転写ベル
ト２のスリップに起因する画質劣化を防止することがで
きる。

【００５２】図９は、本発明の画像形成装置の第４の実
施形態における張力付与手段および張力制御手段を示す
模式図である。

【００５３】図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、この実
施形態の張力制御手段は、図８に示した第３の実施形態
におけるモータおよびギヤ機構の代わりに、モータ８＿
５の回転軸に取り付けた糸巻き状のフランジ付リール８
＿８ａとそれに巻き付けたワイヤ８＿９とにより構成さ
れている。すなわち、モータ８＿５の回転軸には、フラ
ンジ付リール８＿８ａ（図９（ｄ）参照）が回転自在に
取り付けられており、テンションロール５ｃの軸にも、
同様のフランジ付リール８＿ｂ（図９（ｄ）参照）が取
り付けられている。なお、ワイヤ８＿９の中央部には、
バネ８＿４が接続されている。この実施形態では、駆動
ロール５ａの使用時間に応じてモータ８＿５を回転させ
てフランジ付リール８＿８ａに巻き付けられたワイヤ８
＿９を巻き上げて中間転写ベルト２の張力を増加させる
ことにより、駆動ロール５ａと中間転写ベルト２裏面と
の摩擦力低下による中間転写ベルト２のスリップに起因
する画質劣化を防止することができる。

【００５４】なお、上記の各実施形態において、張力制
御手段が、張力付与手段により中間転写ベルトに付与さ
れる張力の強さを経時的に増加させるように制御するに
当たり、張力の強さの増加のさせ方を経時的に連続的に
増加させるように制御してもよいが、張力の強さの増加
のさせ方を経時的に段階的に増加させるように制御して
もよい。

【００５５】図１０は、本実施形態において張力の強さ
の増加のさせ方を経時的に段階的に増加させるように制
御した場合のベルト駆動力の変化を示すグラフである。

【００５６】上記の各実施形態の画像形成装置において
は、図１０に示すように、駆動ロールの使用時間の増加
に応じて、駆動ロールのベルト駆動力が次第に低下し、
駆動ロールの使用時間が約２２０×１０³秒に達すると
スリップが発生し始めるため、この時間に達する前に中
間転写ベルトの張力を４ｋｇｆから８ｋｇｆに増加させ
る。こうすることにより、低下したベルト駆動力を回復
させることができる。この状態で駆動ロールの使用を続
けていくとベルト駆動力が次第に低下してくるので、ベ
ルト駆動力がスリップ発生領域に近づいた時点で中間転
写ベルトの張力を８ｋｇｆから１２ｋｇｆに増加するこ
とによりベルト駆動力を再び回復させることができる。
こうして複数回にわたって駆動ロールのベルト駆動力を
回復させることができる。このように、張力制御手段に
おける制御を、経時的に段階的に増加させるように制御
する方が、経時的に連続的に増加させるように制御する
よりも制御がしやすい場合があるので、必要に応じて制
御方法を選択することが望ましい。

【００５７】次に、本発明の第２の画像形成装置につい
て説明する。

【００５８】図１１は、本発明の第２の画像形成装置の
一実施形態を示す概略構成図である。

【００５９】この実施形態の画像形成装置は、本発明の
第２の画像形成装置についての実施形態であり、用紙Ｐ
を担持して搬送する無端ベルト状の用紙搬送ベルト１０
２と、用紙搬送ベルト１０２を駆動して用紙搬送ベルト
１０２を矢印Ｂ方向に循環移動させる駆動ロール１０５
ａと、用紙搬送ベルト１０２に張力を与えるテンション
ロール１０５ｃと、テンションロール１０５ｃにより用
紙搬送ベルト１０２に付与される張力の強さを経時的に
変化させるように制御する張力制御手段１０８とを備
え、トナー像を生成してそのトナー像を用紙搬送ベルト
１０２に担持された用紙Ｐ上に転写し、そのトナー像を
用紙Ｐ上に定着することにより用紙Ｐ上に画像を形成す
る画像形成装置である。

【００６０】この実施形態におけるテンションロール１
０５ｃは、本発明にいう張力付与手段に相当するもので
あり、このテンションロール１０５ｃには、テンション
ロール１０５ｃにより用紙搬送ベルト１０２に付与され
るする張力の強さを経時的に増加させるように制御する
張力制御手段が備えられている。これらの張力付与手段
および張力制御手段は、本発明の第１の画像形成装置の
実施形態として図４〜図１０を参照して説明したものと
同様の構成および作用効果を有しているので説明を省略
する。

【００６１】なお、本実施形態の画像形成装置には、本
発明の第２の画像形成装置に備えられている加熱ロール
３＿１および加圧ロール３＿２（図１参照）はなく、そ
の代わりに、トナー像が転写された後の用紙Ｐ上のトナ
ー像を加熱により定着する定着装置１００が備えられて
いる。

【００６２】以上説明した以外の構成要素、すなわち、
原稿設置台３０、感光体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ、光ビ
ーム変調装置４０、光ビーム走査装置２０、帯電器１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、現像器１１，１２，１
３，１４、従動ロール１０５ｂ，１０５ｄ、転写器９
ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、用紙トレイ６などは、すべて図
１に示す本発明の第１の画像形成装置の実施形態におけ
るものと同様であるので説明を省略する。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、無端ベルトに張力を与える、張力の強さ
が可変な張力付与手段と、張力付与手段により無端ベル
トに付与される張力の強さを経時的に増加させるように
制御する張力制御手段とを備えたことにより、駆動ロー
ル表面の摩耗による駆動ロールと無端ベルト裏面との間
のスリップを未然に防止することが可能となり、高画質
の画像を得ることのできる画像形成装置を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の画像形成装置の一実施形態を示
す概略構成図である。

【図２】第１の実施形態の画像形成装置における中間転
写ベルトの断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。

【図３】中間転写ベルトを駆動する駆動ロール、ギヤ、
およびモータを示す概略構成図である。

【図４】本実施形態の画像形成装置のベルト駆動機構を
示す図である。

【図５】駆動ロールのベルト駆動力測定装置の概要図で
ある。

【図６】図５に示す測定装置で測定したベルト張力とベ
ルト駆動力との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の画像形成装置の第２の実施形態におけ
る張力付与手段および張力制御手段を示す模式図であ
る。

【図８】本発明の画像形成装置の第３の実施形態におけ
る張力付与手段および張力制御手段を示す模式図であ
る。

【図９】本発明の画像形成装置の第４の実施形態におけ
る張力付与手段および張力制御手段を示す模式図であ
る。

【図１０】本実施形態において張力の強さの増加のさせ
方を経時的に段階的に増加させるように制御した場合の
ベルト駆動力の変化を示すグラフである。

【図１１】本発明の第２の画像形成装置の一実施形態を
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ感光体２中間転写ベルト２' ベルト２＿１ベース層２＿２表面層２＿２ａ凸部２＿２ｂ平滑部３＿１加熱ロール３＿２加圧ロール４冷却装置５ａ駆動ロール５ｂｂ，５ｄ，５ｅ，５ｆ従動ロール５ｃテンションロール６用紙トレイ７冷却装置８張力制御手段８＿１，８＿４バネ８＿２ネジ機構８＿３カム機構８＿５モータ８＿５ａ回転軸８＿６，８＿７支持部材８＿６ａ溝歯８＿８ａ，８＿８ｂフランジ付リール８＿９ワイヤ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ転写器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ帯電器１１，１２，１３，１４現像器２０光ビーム走査装置３０原稿設置台（プラテン）３０ａ原稿４０光ビーム変調装置５１ａモータ５１ｂ，５１ｃギア６１ピン６２バネばかり６３フック６４錘６５固定点１００定着装置１０２用紙搬送ベルト１０５ａ駆動ロール１０５ｃテンションロール１０８張力制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北野賀久神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者勝野龍司神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者井田明寛神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内Ｆターム(参考） 2H032 AA15 BA09 BA12 BA13 BA18 BA21 BA30 DA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー像を担持して搬送する無端ベルト
と、前記無端ベルトを駆動して該無端ベルトを所定の方
向に循環移動させる駆動ロールとを備え、トナー像を生
成して該トナー像を前記無端ベルト上に転写し該無端ベ
ルト上に転写されたトナー像を用紙上に再度転写して該
トナー像を該用紙上に定着することにより該用紙上に画
像を形成する画像形成装置において、前記無端ベルトに張力を与える、該張力の強さが可変な
張力付与手段と、前記張力付与手段により、前記無端ベルトに付与される
張力の強さを経時的に増加させるように制御する張力制
御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】用紙を担持して搬送する無端ベルトと、
前記無端ベルトを駆動して該無端ベルトを所定の方向に
循環移動させる駆動ロールとを備え、トナー像を生成し
て該トナー像を前記無端ベルトに担持された用紙上に転
写し該トナー像を該用紙上に定着することにより該用紙
上に画像を形成する画像形成装置において、前記無端ベルトに張力を与える、該張力の強さが可変な
張力付与手段と、前記張力付与手段により、前記無端ベルトに付与される
張力の強さを経時的に増加させるように制御する張力制
御手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記張力制御手段が、前記張力制御手段
により前記無端ベルトに付与される張力の強さを経時的
に段階的に増加させるように制御するものであることを
特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記張力制御手段が、前記無端ベルトの
裏面に接して該無端ベルトに張力を付与するテンション
ロールを備えたものであることを特徴とする請求項１又
は２記載の画像形成装置。
【請求項５】前記無端ベルトが、ポリイミドのベース
層とシリコーンゴムの表面層とからなるものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項６】前記無端ベルトが、前記表面層の表面に
凹凸が形成されてなるものであることを特徴とする請求
項５記載の画像形成装置。