JP2003015433A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】簡略な構成で高画質の画像が出力可能な画像形
成装置を提供する。 【解決手段】搬送されてその表面上にトナー画像が形成
される感光体ベルト３と、この感光体ベルトを駆動する
駆動手段４と、この感光体ベルト上にトナー画像を形成
する現像手段１５と、感光体ベルトに接触して配置され
てこの感光体ベルトにより駆動され、感光体ベルト上の
トナー画像が転写される中間転写ベルト２とを備え、搬
送された紙が中間転写ベルトの表面に押しつけられてこ
の中間転写ベルト上のトナー画像が転写される画像形成
装置１。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、その表面上にトナ
ー画像が形成される感光ベルトとこの感光ベルトに接触
する転写ベルトとを備えた画像形成装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】このような画像形成装置の従来技術とし
ては、特開２０００−２７５９８８号公報（以下、従来
技術）がある。この従来技術では、感光体ベルト上に形
成した静電潜像をトナーで現像してトナー画像として可
視化し、この感光体ベルトに接触した中間転写体である
中間転写ベルト上に前記トナー画像を転写し、この転写
ベルトに当接された媒体（紙）上に転写ベルト上のトナ
ー画像を転写するものが開示されている。これら感光体
ベルト及び転写ベルトはそれぞれモータにより駆動され
る構成となっている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、感
光体ベルトに加え、中間転写ベルトも駆動するためのモ
ータを含む各々の駆動機構が必要になり、製造コストや
装置の大きさが増大する。また、これらベルトの駆動は
モータにより駆動ローラを駆動することで行われるがロ
ーラの偏芯等により周期的な速度変動を有している。そ
のような変動を感光体ベルトと中間転写ベルトの異なる
駆動系で同一にあわせることは困難であり、感光体ベル
トと中間転写ベルトの間に速度差が生じてしまうことに
なる。この速度差が生じると、感光体ベルトから中間転
写ベルトに画像を転写する際の画像ずれが発生してしま
い、高品質な画像を形成することができなくなるという
問題が有った。 【０００４】また、この画像ずれを低減するには、それ
ぞれの駆動系の速度変動を低減するため、駆動ローラ等
の寸法精度を高めたり、組み立ての精度を高くする必要
があるが、これらを達成しようとすると製造コストが増
大してしまう。本発明の目的は、簡略な構成で高画質の
画像が出力可能な画像形成装置を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的は、搬送されて
その表面上にトナー画像が形成される感光体ベルトと、
この感光体ベルトを駆動する駆動手段と、この感光体ベ
ルト上に前記トナー画像を形成する現像手段と、前記感
光体ベルトに接触して配置されてこの感光体ベルトによ
り駆動され、前記感光体ベルト上の前記トナー画像が転
写される中間転写ベルトとを備え、搬送された紙が前記
中間転写ベルトの表面に押しつけられてこの中間転写ベ
ルト上のトナー画像が転写される画像形成装置により達
成される。 【０００６】 【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例に係る画
像形成装置の構成の概略を示す縦断面図である。本実施
例では、この画像形成装置１は、中間転写ベルト２を４
回転させ、４色の画像をかさね合わせてカラー画像の形
成が可能なカラーレーザプリンタである。 【０００７】以下、画像形成装置１の内側に配置される
各装置のユニットについて説明する。 【０００８】感光体ベルト３は、駆動モータ５からモー
タ駆動系６を介して駆動される駆動ローラ４で、矢印ａ
方向に搬送される。これら駆動モータ５、モータ駆動系
６、駆動ローラ４は感光体ベルト３の駆動手段であり、
これらを含む機構をベルト３の駆動機構という。中間転
写ベルト２は、感光体ベルト３と接触されて感光体ベル
ト１と中間転写ベルト２との間に生じる摩擦力を含む搬
送力により搬送される。すなわち、本実施例では中間転
写ベルト２は、感光体ベルト１が搬送され駆動されるに
伴って、動かされる（従動する）構成となっている。 【０００９】中間転写ベルト２は感光体ベルト１側のロ
ーラ７と転写側ローラ２２に掛け渡される。ローラ７は
大径とし、感光体ベルトとのニップ幅を少なくとも２０
ｍｍ以上にし、ローラ２２はローラ７に対し小径とす
る。それぞれ好ましくは、ローラ７は直径１００ｍｍ以
上、ローラ２２は、直径２０〜５０ｍｍである。 【００１０】駆動モータ５は、モータドライバ８により
所定の回転数となるように制御される。中間転写ベルト
２は、表面にマーカが貼り付けられ、センサ２１がその
通過を検知する。その信号を演算手段９が読み取り、中
間転写ベルト２が所定の速さや方向で搬送されるよう
に、モータドライバ８に指示をあたえる。つまり、検知
された中間転写ベルト２の駆動、搬送状態に応じて、感
光体ベルトの駆動モータ５、ひいては感光体ベルト２の
駆動が調節される。 【００１１】画像形成手段である現像ユニット１５は、
トナーを貯えるとともに、現像ローラ１９上にトナーを
薄層形成する。感光体ベルト３上にトナー画像を形成す
る際は、リトラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させ、
現像ユニット１５をe方向に進め、現像ローラ１９を感
光体ベルト３に接触させる。画像形成後は、さらにリト
ラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させ、現像ユニット
１５を離脱させる。 【００１２】消去手段であるファーブラシ１８は、図示
されないリトラクト手段により、中間転写ベルト２上の
画像が用紙に転写された後、中間転写ベルト２に接触し
残トナーを除去し、その後離脱する。 【００１３】転写手段である転写ローラ１３は図示され
ないリトラクト手段により、転写プロセスで用紙を中間
転写ベルト２に押し付け、用紙が転写ローラ１３を通過
した後、離脱する。 【００１４】用紙搬送経路ｃ上には、用紙カセット１
０、ピックアップローラ１１、レジストローラ１２、転
写ローラ１３、定着器１４が配置される。定着器１４は
加熱される２本のローラからなり、用紙に熱と圧力を加
えトナー画像を溶融し、用紙表面に定着させる。次に画
像を形成するプロセスについて説明する。 【００１５】画像を形成する場合は、帯電ローラ２０で
感光体ベルト３の感光層を帯電させ、レーザ光学ユニッ
ト１７から、画像に応じたレーザ光を感光層にあて、電
位を除く。 そして、現像ユニット１５のトナーが付着
している現像ローラ１９を回転させながら感光体ベルト
３に接触させ、画像に応じたトナー層を感光体ベルト３
上に形成する。 【００１６】本実施例においては、均一なトナー画像を
形成するために現像ローラの回転方向は矢印ｇ方向で、
感光体ベルト３と同一方向とし、ローラ周速を感光体ベ
ルト３より速くしている。感光体ベルト３上のトナー層
は、一旦中間転写ベルト２上に転写される。カラーレー
ザプリンタでは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シア
ンの４色の現像ユニット１５１、１５２、１５３、１５
４を有し、感光体ベルト３上に１色づつ形成した画像を
中間転写ベルト２上に重ね、カラー画像を形成する。用
紙カセット１０に収められる用紙は、ピックアップロー
ラ１１により１枚づつ繰り出され、レジストローラ１２
でスキューを補正される。そして、用紙先端が、転写ロ
ーラ１３と中間転写ベルト２間に達する直前に、図示さ
れていないリトラクト手段が転写ローラ１３を中間転写
ベルト２に押し当て、用紙を中間転写ベルト２に押しつ
ける。このとき、転写ローラ１３に高電圧を付与し、中
間転写ベルト２上のトナー画像を用紙に転写する。その
後、用紙は定着器１４に達し、用紙上のトナー画像が定
着器１４で熱と圧力により定着される。 【００１７】画像転写後の中間転写ベルト２上に残った
残留画像は、ファーブラシ１８を中間転写ベルト２に接
触させ、ブラシを回転させて取り除く。画像消去能力の
向上のため、本実施例ではブラシの回転方向を中間転写
ベルト２の回転方向と逆の矢印ｆ方向にしている。 【００１８】本実施例のように、中間転写ベルトを従動
搬送にすることで、中間転写ベルトの駆動系が不要にな
り、画像形成装置の構成が簡略化される。 【００１９】さらに、ベルトを駆動する駆動機構では、
その駆動ローラ、ギア等の偏芯を０にする、あるいは極
小化することは困難である。このため、ベルトを搬送す
る搬送速度の変動が発生し易い。この場合、中間転写ベ
ルト２を駆動すると、感光体ベルト３と中間転写ベルト
２がそれぞれの速度変動を持つため、感光体ベルト３と
中間転写ベルト２の転写位置で速度差が生じる。これ
は、色重ねのずれとなって現れ、プリントする画像を劣
化させることになる。本実施例では、中間転写ベルト２
を感光体ベルト１に従動させて搬送する構成としたた
め、中間転写ベルト２は常に感光体ベルト３から印加さ
れる摩擦力である駆動力よって駆動されるので、このよ
うな速度差による色重ねずれがなく、高画質な画像を得
ることが可能になる。 【００２０】また、感光体ベルト１側のローラ７を１０
０ｍｍ以上とすると、中間転写ベルト２と感光体ベルト
３のニップ幅を２０ｍｍ以上に確保することが可能にな
る。本実施例の画像形成装置では、感光体ベルト３上の
トナーを中間転写ベルト２に転写するためにバイアス電
圧を印加しているが、このバイアス電圧によるニップ部
の吸着力は、中間転写ベルト２を搬送するための主要な
駆動力になる。本実施例では、ニップ幅を２０ｍｍ以上
として駆動力を高め、安定して中間転写ベルト２を駆動
することが可能となっている。 【００２１】中間転写ベルト２を小径ローラの組み合わ
せで掛け渡しても、ニップ幅を広くすることは可能であ
るが、直径２０ｍｍ以下の小径ローラでは、ベルトの曲
率が小さく、曲げ応力が高く、装置を長時間稼動させな
いでいると、クリープ変形によりローラの跡がのこり、
画質が劣化する。 【００２２】また、直径２０ｍｍ程度のローラの組み合
わせでは、ベルトの直線部分が長くなる。このため、ベ
ルトの端部を壁で押さえて中間転写ベルト２の寄りを止
める場合、座屈しやすくなる。１００ｍｍ以上の大ロー
ラを用いると、ベルトの直線部が短くなり、座屈し難
く、端部を壁にあてて寄りを止めることが可能になる。
このため、従来用いられていた、ベルトの内側にゴム製
の寄り止めリブが不要になり、構成が簡略化される。 【００２３】転写側のローラ２２の直径を２０〜５０ｍ
ｍとすると、用紙が静電気により中間転写ベルト２に巻
き付きかけても、用紙自身の剛性ではがれる。そのた
め、巻き付きを防ぐための除電機構が不要になり、装置
が簡略化される。 【００２４】ニップ幅が２０ｍｍ以下、では先に述べた
ように、中間転写ベルト２のクリープ変形による画質劣
化があるので好ましくない。 【００２５】以上の通り、本実施例では、感光体ベルト
側のローラ７を大径とし、転写側のローラ２２を小径と
することで、簡略な構成かつ最小のローラ本数で中間転
写ベルトの安定搬送が可能になり、用紙の巻き付きを防
ぎ、中間転写ベルト２のクリープを防ぎ、さらに簡略な
機構によって寄りを止めることが可能になる。 【００２６】図２は、本発明の別の実施例に係る画像形
成装置の構成の概略を示す縦断面図である。 【００２７】図１に示した、第一の実施例と異なるの
は、まず、感光体ベルト３の駆動ローラ４が画像形成装
置の下側、すなわち露光位置にあることである。 【００２８】露光位置以外で駆動する場合、ファーブラ
シ１８等の接触によるベルトを駆動するための負荷の変
動があると、感光体ベルト３、中間転写ベルト２自身の
伸び縮みにより、露光位置の変動が発生する。駆動ロー
ラ４を露光位置に配置すると、ベルトの伸び縮みによる
変動分がなくなり、画質が向上する。さらに、帯電ロー
ラ２０を回転させる駆動系が、感光体ベルト３の駆動系
６に一個のギアを追加するだけで構成できるため、構造
が簡略になる。 【００２９】さらには、中間転写ベルト２に張力を与え
るテンションローラ２３を有している。中間転写ベルト
２のクリープを防ぐために、テンションローラ２３への
巻き角は少なくしている。また、張力を与えることで、
ベルトの撓みを減少させ、転写ローラ１３やファーブラ
シ１８の押し付け時に、中間転写ベルト２がばたつか
ず、中間転写ベルト２のマーカ検知がより安定する。こ
のため、色重ねのためのモータ速度補正が確実に行える
ようになり、画質がさらに向上する。 【００３０】図３、４は本発明に係る画像形成装置に用
いられる中間転写ベルトの寄り防止機構を示す。図３
は、図２において上方から見たもので、図４は横からみ
た図である。 【００３１】中間転写ベルト２が寄った場合その端部を
側板２４にあてて止める。中間転写ベルト２の端部ほぼ
全周を均一に当てるようにし、端部の接触圧力を減少さ
せ、端部の傷みを防ぐことができる。また、中間転写ベ
ルト２を掛けまわすローラを、大ローラと小ローラの組
み合わせにすることで、ベルトの直線部が短くなり、中
間転写ベルト２が強く寄っても端部が座屈しなくなる。 【００３２】側板２４には、テンションローラ２３を支
持するテンションアーム２５と、テンションばね２６が
取り付けられ、テンションローラ２３が中間転写ベルト
２に張力を付与する。このように、中間転写ベルト２を
寄り補正機構を含めユニット化することで、本体への組
み込み時の組立性を向上できる。 【００３３】図５、６は本発明に係る中間転写ベルトの
寄り防止機構の第二の実施例を示す。図５は図２におい
て上方から見たもので、図６は横からみた図である。 【００３４】中間転写ベルト２が寄った場合、その端部
を感光体ベルト２側のローラ７のつば２７にあてて止め
る。直径が大きく外周の長いローラ７につば２７を設け
ることで、寄った場合、中間転写ベルト２の端部の半周
以上がつばにあたり、端部の接触圧力を減少させ、傷み
を防ぐ。 【００３５】また、つばをローラ７といっしょに回転さ
せることで、中間転写ベルト２端部がつばに接触た際の
負荷を低減する。それにより、搬送が安定し色重ね精度
が向上し、画質が向上する。 【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、簡略な構成で高画質の
画像が出力可能な画像形成装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第一の実施例に係る画像形成装置の構
成の概略を示す縦断面図である。 【図２】本発明の第二の実施例に係る画像形成装置の構
成の概略を示す縦断面図である。 【図３】本発明の画像形成装置に用いられる中間転写ベ
ルトの寄り防止機構の構成を示す上面図である。 【図４】図３に示す中間転写ベルトのより防止機構の構
成を示す側面図である。 【図５】本発明の画像形成装置に用いられる中間転写ベ
ルトの寄り防止機構の第二の実施例の構成を示す上面図
である。 【図６】図５に示す中間転写ベルトの寄り防止機構の構
成を示す側面図である。 【符号の説明】 １…画像形成装置、２…中間転写ベルト、３…感光体ベ
ルト、現像ユニット、４…駆動ローラ、５…モータ、９
…演算手段、１３…転写ローラ、１４…定着器、１５…
現像ユニット、１７…レーザ光学系、１８…ファーブラ
シ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若松 和博 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 佐々木 暁 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 菊地 一夫 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 斉藤 雅彦 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 小野瀬 敦士 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 松本 章吾 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 島田 昭 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山本 雅志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H035 CB06 CG03 2H200 FA04 GA24 GA47 GA50 HA02 HB12 HB22 JA02 JC03 JC07 LA30

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】搬送されてその表面上にトナー画像が形成
   される感光体ベルトと、この感光体ベルトを駆動する駆
   動手段と、この感光体ベルト上に前記トナー画像を形成
   する現像手段と、前記感光体ベルトに接触して配置され
   てこの感光体ベルトにより駆動され、前記感光体ベルト
   上の前記トナー画像が転写される中間転写ベルトとを備
   え、搬送された紙が前記中間転写ベルトの表面に押しつ
   けられてこの中間転写ベルト上のトナー画像が転写され
   る画像形成装置。