JP2001027850A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、中間転写べルトをゴム層を有する
駆動ローラにて駆動する中間転写体を有し、環境変化が
小さく、搬送性と耐久性のある画像形成装置を提供する
ことを目的としている。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
る中間転写体の代表的な構成は、一様に帯電され潜像を
担持する像担持体と、前記潜像を各色のトナーで現像す
る現像手段と、前記現像されたトナー像を中間転写体に
重畳的に転写する一次転写手段と、搬送されるシートに
前記中間転写体上のトナー像を一括転写する二次転写手
段と、前記シートに前記トナー像を定着させる定着手段
とを有する画像形成装置であって、前記中間転写体は、
中間転写ベルトと、駆動ローラとを有し、該駆動ローラ
の前記中間転写ベルトとの接触面の表面荒さをRz=10〜1
00μｍとしたことを特徴とする。

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を採用
した画像形成装置に関し、特に中間転写体を支持するロ
ーラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置の例を図を用いて説
明する。図８に示す画像形成装置100は電子写真方式を
採用し、回転ドラム型の現像ユニット101を有してい
る。現像ユニット101は各色の四つの現像手段102を有し
ており、各色のトナー像を像担持体としての感光体ドラ
ム103に形成する。感光体ドラム103は中間転写体である
中間転写ベルト104に各色のトナー像を重畳的に一次転
写し、中間転写ベルト104から一括してシートＳに二次
転写する。給送手段105から給送したシートＳは中間転
写ベルト104にてトナー像を転写された後に定着手段106
において熱と圧力を加えられることにより画像を定着さ
れ、装置外に排出される。

【０００３】このような中間転写ベルト104は、カラー
画像や多色画像などの複数の成分色画像を合成再現した
画像形成物を出力する画像形成装置としては有効であ
る。この中間転写ベルト104は複数のローラにより張架
され、そのローラの一つである駆動ローラ107に駆動力
が伝達されることにより駆動される。

【０００４】ここでカラー画像形成時のように複数のト
ナー像をずれることなく重畳するためには、駆動ローラ
107と中間転写ベルト104の間で滑ることなく駆動を伝達
する必要がある。そこで図９に示す如く金属などの材質
よりなる軸部107ａと、高摩擦抵抗を得るためのゴムな
どの材質からなる表層部107ｂの二部材で構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような弾
性体の表層部107ｂを有する駆動ローラ107では、環境に
より膨張若しくは収縮する比率が大きいためにローラ径
の変化が大きく、中間転写ベルト104表面速度が変化し
てしまい、転写部での条件が大きく変動する。そのため
環境によって画質が大きく低下するという問題があっ
た。

【０００６】そこで本発明は、中間転写べルトを駆動ロ
ーラにて駆動する中間転写体を有し、環境変化が小さ
く、搬送性と耐久性のある画像形成装置を提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る中間転写体の代表的な構成は、一様に
帯電され潜像を担持する像担持体と、前記潜像を各色の
トナーで現像する現像手段と、前記現像されたトナー像
を中間転写体に重畳的に転写する一次転写手段と、搬送
されるシートに前記中間転写体上のトナー像を一括転写
する二次転写手段と、前記シートに前記トナー像を定着
させる定着手段とを有する画像形成装置であって、前記
中間転写体は、中間転写ベルトと、駆動ローラとを有
し、該駆動ローラの前記中間転写ベルトとの接触面の表
面粗さをRz=10〜100μｍとしたことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る画像形成装置の一実
施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形
態に係る画像形成装置の全体構成図、図２は中間転写体
の拡大図、図３は中間転写ベルトの部分拡大断面図、図
４は中間転写体の駆動ローラを説明する図、図５は駆動
ローラを説明する分解図、図６及び図７は他の実施形態
を説明する図である。

【０００９】（全体構成）図１に示す画像形成装置Ａ
は、４色フルカラーのレーザービームプリンタである。
画像形成装置Ａは像担持体としてドラム型の電子写真感
光体（以下感光体ドラム１という）を有し、図示しない
駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される。感
光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に感
光体ドラム１の表面を一様に帯電する帯電手段２、画像
情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１
上に静電潜像を形成する露光手段３、静電潜像を現像し
てトナー像を形成する現像手段４、感光体ドラム１上の
トナー像を一次転写される中間転写体５、一次転写後の
感光体ドラム１表面に残留したトナーを除去するクリー
ニング装置６が配設されている。

【００１０】ここで、感光体ドラム１と帯電手段２トナ
ーを除去するクリーニング装置６は一体的にカートリッ
ジ化され、プロセスカートリッジＢを形成して画像形成
装置Ａの装置本体14に着脱可能なものとなっている。ま
た画像形成装置Ａ内にはシートＳを中間転写体５に給送
および搬送する給搬送手段７、二次転写後のシートＳに
トナー像を定着させる定着手段８が配設されている。以
下、それぞれについて説明する。

【００１１】感光体ドラム１は、例えば直径27mmのアル
ミニウムシリンダの外周面に、有機光導電体層（ＯＰＣ
感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム
１はその両端部を支持部材によって回転自在に支持され
ており、一方の端部に図示しない駆動モータからの駆動
力が伝達されることにより回転駆動される。

【００１２】感光体ドラム１を一様に帯電する帯電手段
２としては、例えば特開昭63-149669号公報に示すよう
に、いわゆる接触帯電方式のものを使用することができ
る。帯電部材はローラ状に形成された導電性ローラであ
り、このローラを感光体ドラム１表面に当接させると共
に、このローラに図示しない電源によって帯電バイアス
電圧を印加することにより感光体ドラム１表面を一様に
帯電させるものである。

【００１３】露光手段３においては、図示しないレーザ
ーダイオードから画像信号に対応する画像光をポリゴン
ミラー３ａに照射する。ポリゴンミラー３ａは図示しな
いスキャナーモータによって高速に回転し、反射した画
像光を結像レンズ３ｂ、反射ミラー３ｃ等を介して、帯
電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜
像を形成するように構成している。

【００１４】現像手段４は、軸４ｂを中心に割出回転可
能な回転体４ａと、これに搭載された４個の現像器、す
なわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の
トナーを夫々収納した現像器17Ｙ、17Ｍ、17Ｃ、17Bkを
備えている。感光体ドラム１上の静電潜像を現像する際
には、その静電潜像に付着すべき色の所定の現像器が現
像位置に配置される。すなわち所定の現像器が回転体４
ａの割出回転によって感光体ドラム１に対向した現像位
置に止まり、さらにその現像器の現像スリーブ18ｂが感
光体ドラム１に対して微小間隙（300μｍ程度）を持っ
て対向するように位置決めされた後、感光体ドラム１上
の静電潜像を現像する。

【００１５】現像は次のようにして行う。現像する色に
対向する現像器の容器内のトナーを送り機構によって塗
布ローラ18ａに送り込み、回転する塗布ローラ18ａ及び
トナー規制ブレード18ｃによって回転する現像スリーブ
18ｂの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を
付与（摩擦帯電）する。この現像スリーブ18ｂと、静電
潜像が形成された感光体ドラム１との間に現像バイアス
を印加することにより、静電潜像にトナーを付着させて
トナー像として現像することができる。また、各現像器
17Ｙ、17Ｍ、17Ｃ、17Bkの現像スリーブ18ｂには、各現
像器が現像位置に配置されたときに、装置本体14に設け
られた各色現像用高圧電源と接続されるようになってお
り、各色の現像ごとに選択的に電圧が印加される。な
お、各現像器17Ｙ、17Ｍ、17Ｃ、17Bkは、回転体４ａに
対して個別に着脱可能に構成されている。

【００１６】中間転写体５は、感光体ドラム１から重畳
的に一次転写された複数のトナー像を、二次転写ローラ
26により一括してシートＳに二次転写するものである。
図２に示すように、本実施形態において中間転写体５は
周長約440mmの中間転写ベルト19を駆動ローラ20、二次
転写対向ローラ21、従動ローラ22の三本のローラにより
張架している。また従動ローラ22に近接して、中間転写
ベルト19を感光体ドラム１に離接させる押圧ローラ23が
配置されている。中間転写ベルト19は、駆動ローラ20の
回転によって矢印R5方向に走行する。

【００１７】更に中間転写ベルト19の外側の所定の位置
には中間転写ベルト19の表面に離接可能なクリーニング
ユニット24が配置されており、シートＳにトナー像を二
次転写した後に残留したトナーを除去する。このクリー
ニングユニット24は帯電ローラ25を中間転写ベルト19に
当接させて、トナーに転写時と逆の電化を与える。逆に
電化を付与されたトナーは、感光体ドラム１に静電的に
付着され、その後感光体ドラム１用のクリーニング装置
６によって回収される。なお、中間転写ベルト19のクリ
ーニング方法としては、上述の静電クリーニングに限ら
ず、ブレードやファーブラシなどの機械的方法や、これ
らを併用したものであっても良い。

【００１８】クリーニング装置６は、現像手段４によっ
て感光体ドラム１上に現像されたトナーが中間転写ベル
ト19に一次転写された後、一次転写されないで感光体ド
ラム１表面に残ったいわゆる転写残トナーを除去するも
のである。回収された転写残トナーは、クリーニング容
器11内に蓄積される。

【００１９】給搬送手段７は画像形成部にシートＳを給
送するものであり、給送カセット７ａ内に複数枚のシー
トＳが収納されている。画像形成時にはピックアップロ
ーラ（半月ローラ）７ｂ、フィードローラ７ｃ、リター
ドローラ７ｄが画像形成動作に応じて駆動回転し、給送
カセット７ａ内のシートを一枚ずつ分離給送すると共
に、搬送ローラ対７ｅによってガイド板７ｆに沿って給
送される。シートＳ先端はレジストローラ対７ｇに突き
当たって一旦停止し、ループを形成した後に中間転写ベ
ルト19の回転と画像書き出し位置の同期を取って、レジ
ストローラ対７ｇによって中間転写体５へと再給送され
る。

【００２０】定着手段８は、シートＳに二次転写された
複数のトナー画像を定着させるものであり、駆動回転す
る加熱ローラ８ｂと、これに圧接してシートＳに熱及び
圧力を印加する加圧ローラ８ａとから構成されている。
すなわち、中間転写ベルト19上のトナーを一括転写させ
る二次転写ローラ26を通過したシートＳは、搬送ベルト
ユニット12によって定着手段８に搬送され、定着手段８
を通過する際に定着ローラ対によって搬送されると共
に、熱と圧力を印加されてトナー像がシートＳ表面に定
着される。

【００２１】（動作）次に、上記構成の画像形成装置の
動作について説明する。中間転写ベルト19の回転と同期
して感光体ドラム１を図１の反時計回りに回転させ、こ
の感光体ドラム１表面を帯電手段２によって均一に帯電
すると共に、露光手段３によってイエロー画像の光照射
を行って静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時
に現像手段４を駆動して、イエローの現像器17Ｙを現像
位置に配置し、感光体ドラム１上の静電潜像に感光体ド
ラム１の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加
し、静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。
その後、中間転写体５の押圧ローラ23にトナーと逆極性
の電圧を印加して、感光体ドラム１上のイエローのトナ
ー像を中間転写ベルト19上に１次転写する。

【００２２】このようにイエロートナー像の一次転写が
終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ド
ラム１に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの
場合と同様にしてマゼンタ、シアン、そしてブラックの
各色について静電潜像の形成、現像、一次転写を順次行
い、中間転写ベルト19上に４色のトナー像を重ね合わせ
る。この間、二次転写ローラ26は図１の26ａに示す如く
位置し、中間転写ベルト19とは非接触状態にある。同様
にクリーニングユニット24の帯電ローラ25も、中間転写
ベルト19とは非接触状態に位置する。

【００２３】そして中間転写ベルト19上に４色のトナー
像形成が完了した後、二次転写ローラ26が26ｂに示す如
く位置し、中間転写ベルト19に圧接される。更にシート
Ｓが給送手段であるレジストローラ対７ｇによって中間
転写ベルトの回転と同期して送り出され、中間転写ベル
ト19と二次転写ローラ26のニップ部に到達する。ここで
二次転写ローラ26にはトナーと逆極性の電圧が印加され
ており、中間転写ベルト19上のトナー像は搬送されたシ
ートＳの表面に一括して二次転写される。

【００２４】このようにトナー像を二次転写されたシー
トＳは、搬送ベルトユニット12を経由して定着手段８に
至り、ここでトナー像の定着を行った後、排出ローラ対
13、16によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ロ
ーラ対９によって装置上部の排出トレイ10に排出され、
画像形成を完了する。

【００２５】（中間転写体）上記構成において、中間転
写ベルト19は、図３に示すように高導電性の弾性層19ａ
と低導電性層19ｂから構成し、駆動ローラ20と接触する
側に弾性層19ａを配置している。これらを合わせたベル
トの厚みは100〜1000μｍ程度であり、3〜20Kgf程度の
張力にて張架される。

【００２６】また図４に示す駆動ローラ20は材質として
鋼材を用い、図５に示すようにパイプ部20ａに軸部を有
するフランジ部20ｂを圧入する方式を採用している。パ
イプ部20ａにはブラスト処理を施し、メッキ処理後に表
面粗さRz=10〜100μｍの範囲に入るようにした。これ
は、上記の如く中間転写ベルト19の駆動ローラ20との接
触面にゴムなどの弾性層19ａを設けた場合、表面粗さを
Rz=10μｍより小さくした場合に低温・低湿条件下でベ
ルトとローラ間に滑りが生じるためであり、Rz=100μｍ
より大きくすると高温・高湿条件下で弾性層19ａが削れ
てしまうからである。

【００２７】このように駆動ローラの表面に所定の表面
粗さを設定することにより、駆動ローラを金属性のもの
とすることができる。従って弾性体にて形成した駆動ロ
ーラに比して環境により膨張若しくは収縮する比率が小
さく、ローラ径の変化による中間転写ベルト19の表面速
度の変化を抑え、環境による画質の低下を防止すること
が可能となる。

【００２８】なお、本実施形態においては駆動ローラ20
を鋼材にて形成して示したが、本発明はこれに限定する
ものではなく、熱膨張率の低いプラスチックや樹脂材料
を用いることでも良い。

【００２９】［他の実施形態］上記実施形態において
は、金属性のパイプ部20ａを直接表面粗さを設定するこ
とにより構成した。しかし、図６に示す駆動ローラ27の
ように、芯材27ａを温度変化の少ない金属材料で形成
し、表面に高摩擦物質からなる表層コーティング27ｂを
形成することでもよい。コーティング材料としては、セ
ラミック、樹脂等が有効である。

【００３０】また図７に示す駆動ローラ28のように、表
層コーティング28ｂにスパイラル状のパターンを形成す
るなどして方向性を持たせ、有意的に中間転写ベルト19
に寄り力が作用するよう構成することでも良い。このよ
うに構成することにより、製造上の問題から一方に寄り
やすい中間転写ベルト19ができた場合であっても、その
寄り力をキャンセルするような構成とすることができ
る。

【００３１】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る画像形
成装置においては、駆動ローラの表面に所定の表面粗さ
をRz=10〜100μmに設定することにより、駆動ローラを
金属性のものとすることができる。従って弾性体にて形
成した駆動ローラに比して環境により膨張若しくは収縮
する比率が小さく、ローラ径の変化による中間転写ベル
トの表面速度の変化を抑え、環境による画質の低下を防
止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の全体構成図であ
る。

【図２】中間転写体の拡大図である。

【図３】中間転写ベルトの部分拡大断面図である。

【図４】中間転写体の駆動ローラを説明する図である。

【図５】駆動ローラを説明する分解図である。

【図６】他の実施形態を説明する図である。

【図７】他の実施形態を説明する図である。

【図８】従来の画像形成装置の例を示す図である。

【図９】従来の中間転写体の駆動ローラを説明する図で
ある。

【符号の説明】

Ａ …画像形成装置 Ｂ …プロセスカートリッジ Ｓ …シート １ …感光体ドラム ２ …帯電手段 ３ …露光手段 ３ａ …ポリゴンミラー ３ｂ …結像レンズ ３ｃ …反射ミラー ４ …現像手段 ４ａ …回転体 ４ｂ …軸 ５ …中間転写体 ６ …クリーニング装置 ７ …給搬送手段 ７ａ …給送カセット ７ｂ …ピックアップローラ ７ｃ …フィードローラ ７ｄ …リタードローラ ７ｅ …搬送ローラ対 ７ｆ …ガイド板 ７ｇ …レジストローラ対 ８ …定着手段 ８ａ …加圧ローラ ８ｂ …加熱ローラ ９ …排出ローラ対 10 …排出トレイ 11 …クリーニング容器 12 …搬送ベルトユニット 13 …移出ローラ対 14 …装置本体 15 …排出ガイド 16 …移出ローラ対 17Ｙ、17Ｍ、17Ｃ、17Bk …現像器 18ａ …塗布ローラ 18ｂ …現像スリーブ 18ｃ …トナー規制ブレード 19 …中間転写ベルト 19ａ …弾性層 19ｂ …低導電性層 20 …駆動ローラ 20ａ …パイプ部 20ｂ …フランジ部 21 …二次転写対向ローラ 22 …従動ローラ 23 …押圧ローラ 24 …クリーニングユニット 25 …帯電ローラ 26 …二次転写ローラ 27 …駆動ローラ 27ａ …芯材 27ｂ …表層コーティング 28 …駆動ローラ 28ｂ …表層コーティング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一様に帯電され潜像を担持する像担持体
   と、前記潜像を各色のトナーで現像する現像手段と、前
   記現像されたトナー像を重畳的に一次転写される中間転
   写体と、前記中間転写体上のトナー像を一括して二次転
   写したシートに該トナー像を定着させる定着手段とを有
   する画像形成装置であって、 前記中間転写体は、中間転写ベルトと、駆動ローラとを
   有し、該駆動ローラの前記中間転写ベルトとの接触面の
   表面粗さをRz=10〜100μｍとしたことを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 前記駆動ローラは、金属性であることを
   特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記中間転写ベルトは、前記駆動ローラ
   と接触する側の面を弾性体で形成したことを特徴とする
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記中間転写ベルトは、３〜20Kgの張力
   で張架したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。