JP2006235214A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 中間転写ベルトの張力変動を防止することでカラー画像に色ズレのない画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】 感光体と、中間転写ベルト20aと、駆動ローラ20cと、張架ローラ20dと、クリーニングブラシ20gと、画像形成時には、前記感光体で各色毎のトナー像を形成して中間転写ベルト20aに転写し、この中間転写ベルト20aで各色のトナー像を重ね合わせて重ねトナー像を形成し、形成された重ねトナー像を中間転写ベルト20aから転写材上に一括して転写する画像形成装置において、中間転写ベルト20aに対するクリーニングブラシ20gの接触・離間動作に伴うこの中間転写ベルト20aの張力変動を補正する張力補正手段40を備えてなる。
【選択図】 図2
【解決手段】 感光体と、中間転写ベルト20aと、駆動ローラ20cと、張架ローラ20dと、クリーニングブラシ20gと、画像形成時には、前記感光体で各色毎のトナー像を形成して中間転写ベルト20aに転写し、この中間転写ベルト20aで各色のトナー像を重ね合わせて重ねトナー像を形成し、形成された重ねトナー像を中間転写ベルト20aから転写材上に一括して転写する画像形成装置において、中間転写ベルト20aに対するクリーニングブラシ20gの接触・離間動作に伴うこの中間転写ベルト20aの張力変動を補正する張力補正手段40を備えてなる。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子写真方式などを適用したプリンタ、複写機、及びファクシミリ、或いはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関するものである。
従来、画像形成時に回転駆動される感光体と、この感光体に相対向して配置され、感光体に接した状態でこの感光体と略同じ周速度で回転するエンドレスベルトからなる中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、前記中間転写ベルトにテンションを付与する張架ローラと、前記中間転写ベルトに対して接触・離間動作が可能であってこの中間転写ベルトの表面を清掃する清掃部材を備え、画像形成時には、前記感光体で各色毎のトナー像を形成して中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトで各色のトナー像を重ね合わせて重ねトナー像を形成し、形成された重ねトナー像を中間転写ベルトから転写材上に一括して転写する画像形成装置が知られている。
一般に、上記のような電子写真方式を用いた画像形成装置においては、感光体や中間転写ベルト等の作像ユニットに寸法誤差及び駆動伝達誤差等がある場合、本来トナー像が形成される位置からずれた位置に各色のトナー像が形成されて各色間に相対的な位置ずれが生じてカラー画像に色ムラが発生する。
カラー画象に色ムラが発生する原因としては、中間転写ベルトの駆動伝達手段に起因する中間転写ベルトの速度ムラも大きな一因である。具体的には、中間転写ベルト駆動ローラを駆動する駆動モータ自身の回転ムラ、及び歯車のピッチムラやギアの偏心等による周期的な回転ムラである。また、中間転写ベルト駆動ローラの偏心も中間転写ベルトの速度ムラを発生させる。
上記速度ムラは、感光体や中間ベルト等の作像ユニットにおける構成部品の精度を高めることで小さくすることができる。しかし、画像形成装置のコスト及び軽量化のために作像ユニット等に使用するギアは成形品が使われるため加工精度に限界がある。
そこで、速度ムラを防止するために下記対策が開示されている。第1の解決策としては、速度ムラは周期的に発生することに着目して、中間転写ベルトが一回転する間に中間転写ベルト駆動ローラが整数回回転するようにして中間転写ベルトの任意の位置で駆動ローラの回転位置が常に同じとなるように構成したものが知られている(特許文献1、特許文献2参照)。これによれば、速度ムラに起因するカラー画象の色ムラの発生を防止することができる。
しかし、中間転写ベルトは一般的に樹脂材料から成形されているため、中間転写ベルトの周長は、成形精度及び環境変化等が原因で必ずしも中間転写ベルト駆動ローラの一回転の整数倍にはならないという問題点がある。
そこで第2の解決策として、中間転写ベルトと中間転写ベルト駆動ローラとの押圧力を調整する調整機構を有する画像形成装置装置が知られている(特許文献3参照)。これによれば、調整機構で中間転写ベルト駆動ローラとの押圧力を調整することで中間転写ベルトの回転周期を中間転写ベルト駆動モータの整数倍にすることができて、中間転写ベルトの成形精度及び環境変化等に起因する中間転写ベルトが中間転写ベルトの整数倍にならないことを防止することができる。
しかしながら、中間転写ベルトの速度ズレは、中間転写ベルトの成形精度及び環境変化等のみで発生するものではなく、中間転写ベルト表面を清掃するクリーニング機構(清掃部材)が中間転写ベルトに接触して中間転写ベルトにクリーニング機構の接離による中間転写ベルトの張力変動によっても発生する。一方、クリーニング機構が中間転写ベルトに接触するタイミングは、感光体から中間転写ベルトにトナー像が転写している間である。本状況時には、中間転写ベルトとクリーニング機構の摩擦力が一定でなくなるため、中間転写ベルトの周長と中間転写ベルト駆動ローラの周長が整数倍でなくなるので、感光体から中間転写ベルトへの転写時にカラー画像に色ズレが生じるという問題点がある。
尚、上記クリーニング機構に起因する色ズレを防止する対策としては、中間転写ベルトの周長を長くして感光体から中間転写ベルトへの転写時にクリーニング機構が作動しないようにする、又は、感光体から中間転写ベルトへ転写が行なわれているサイクル時にクリーニング機構を作動しないで、感光体から中間転写ベルトへ転写が行なわれていないサイクル時にクリーニング機構を作動させることが考えられるが、前者の場合では、装置サイズが大きくなる、後者の場合には、画像形成時間が長くなるという不具合が発生する。
更に、ベルトテンションを一定に保つ目的でばねとローラとからなるベルトテンショナーがあるが、ベルトテンショナーのばね定数によっては中間転写ベルトの周長の変化を完全に吸収することができない。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、中間転写ベルトの張力変動を防止することでカラー画像に色ズレのない画像形成装置を提供することにある。
即ち、本発明は、画像形成時に回転駆動される感光体と、この感光体に相対向して配置され、感光体に接した状態でこの感光体と略同じ周速度で回転するエンドレスベルトからなる中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、前記中間転写ベルトにテンションを付与する張架ローラと、前記中間転写ベルトに対して接触・離間動作が可能であってこの中間転写ベルトの表面を清掃する清掃部材を備え、画像形成時には、前記感光体で各色毎のトナー像を形成して中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトで各色のトナー像を重ね合わせて重ねトナー像を形成し、形成された重ねトナー像を中間転写ベルトから転写材上に一括して転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトに対する清掃部材の接触・離間動作に伴うこの中間転写ベルトの張力変動を補正する張力補正手段を設けたことを特徴とする画像形成装置である。
本発明において、張力補正手段は、清掃部材が中間転写ベルトに接触している間はこの中間転写ベルトから離間し、また、清掃部材が中間転写ベルトから離間している間はこの中間転写ベルトに接触することにより、中間転写ベルトの張力変動を補正する接触部材であるのがよく、これによれば、清掃部材が中間転写ベルトに接触することに伴う中間転写ベルトの張力変動に応じて張力補正手段で中間転写ベルトの張力を補正することができる。
また、本発明において、接触部材が中間転写ベルトの第ニ張架ローラであるのがよく、これによれば、第ニ張架ローラを変位させることで中間転写ベルトの張力を補正することができる。
また、本発明において、接触部材が中間転写ベルトの裏面を清掃するベルト裏面清掃部材であるのがよく、これによれば、中間転写ベルトに対する清掃部材の接触・離間動作に応じてベルト裏面清掃手段を変位させて中間転写ベルトの張力変動を防止することができる。
また、本発明において、中間転写ベルトの周長がこの中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの周長の整数倍であるのがよく、これによれば、駆動ローラの1回転での中間転写ベルトの速度ズレの周期が整数倍となるので、感光体から中間転写ベルトへトナー像を転写する際のカラー画像の色ズレを防止することができる。
また、本発明において、中間転写ベルトが弾性部材で形成されている場合により高い効果を得ることができる。この場合、ベルトに弾性が有るため、別途ベルトテンショナーを不要とすることができ、ベルト支持ユニットの機構が簡略化されコストも低減できる。しかし、一方で、ベルトが弾性体であるためクリーニング部材接触時のベルト伸び量が大きくなり、大きな色ずれを発生させてしまう。そのため、ベルトが弾性部材である場合に、本発明を適用することで大きな色ずれ低減効果を発揮することができる。
また、本発明において、接触部材には、清掃部材が中間転写ベルトに接触している間における中間転写ベルトの1回転時間と清掃部材が中間転写ベルトから離間している間における中間転写ベルトの1回転時間とが同じになるように制御する変位量制御手段が設けられているのがよく、これによれば、中間転写ベルトに対する清掃部材の接触・離間動作に応じて清掃手段を変位させて中間転写ベルトの1回転毎における速度ズレをなくすことが可能となるので、感光体から中間転写ベルトへトナー像を転写するカラー画像の色ズレを防止することができる。
本発明によれば、中間転写ベルトの張力変動を防止してカラー画像に色ズレのない画像形成装置を提供することができる。
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1〜図5は、本発明に係る画像形成装置おける第1の実施の形態を示す図である。
図1は、本実施の形態における画像形成装置10を示す概略図である。本画像形成装置10は、ブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤を用いたカラー画像形成装置である。画像形成装置10には、静電潜像が形成される円筒状に形成されている像担持体である感光体ドラム12が設けられている。感光体ドラム12は、前後方向の軸に対して時計回り方向に回転する。感光体ドラム12の周辺には、感光体ドラム12の表面を帯電させる帯電器14が設けられている。また、感光体ドラム12の周辺における帯電器14の下流側には、帯電器14で帯電された感光体ドラム12の表面に静電潜像を形成する光書き込みユニット16が設けられている。また、感光体ドラム12の周辺における光書き込みユニット16の下流側には、円筒状に形成されているロータリ現像ユニット18が設けられている。ロータリ現像ユニット18は、感光体ドラム12に形成されている静電潜像をブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化するものである。ロータリ現像ユニット18は、ブラック色(Bk)現像ユニット18a、イエロー色(Y)現像ユニット18b、マゼンタ色(M)現像ユニット18c、シアン色(C)現像ユニット18dを有している。ブラック色(Bk)現像ユニット18a、イエロー色(Y)現像ユニット18b、マゼンタ色(M)現像ユニット18c、シアン色(C)現像ユニット18dは、ロータリ現像ユニット18に円周状であって略均等の間隔で配置されている。
また、感光体ドラム12の周辺であってロータリ現像ユニット18の下流側には中間転写体20が設けられている。中間転写体20は、ロータリ現像ユニット18のブラック色(Bk)現像ユニット18a、イエロー色(Y)現像ユニット18b、マゼンタ色(M)現像ユニット18c、シアン色(C)現像ユニット18dで感光体ドラム12にブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化されたトナー像を転写紙22(転写材)に転写するものである。中間転写体20には、感光体ドラム12に接触してブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化されるトナー像を重ねあわせる中間転写ベルト20aが設けられている。中間転写ベルト20aは、中間転写ローラ20bで感光体ドラム12に押圧されている。中間転写ベルト20aは、エンドレスベルトであって駆動ローラ20cで駆動され張架ローラ20d等で中間転写ベルト20aの軌道が形成されている。中間転写ベルト20aは、感光体ドラム12と略同一方向に回転すると共に感光体ドラム12の周速と略同一の周速で回転する。また、中間転写体20には、中間転写ベルト20aのテンション変動を吸収するベルトテンショナー20eが設けられている。ベルトテンショナー20eは、テンションローラ20e1とテンションスプリング20e2から構成されている。また、中間転写体20には、転写紙22に感光体ドラム12に接触してブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化されたトナー像を転写する転写ローラ対20fが設けられている。また、転写ローラ対20fと駆動ローラ20cの間には、転写ローラ対20fによってブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化されたトナー像が形成された後に中間転写ベルト20aに残存する現像剤を取り除く清掃部材であるクリーニングブラシ20gが配置されている。クリーニングブラシ20gは、中間転写ベルト20aに接触・離間動作が可能に構成されている。
尚、中間転写ベルト20aは、中間転写ベルト20aの周長が駆動ローラ20cの周長の整数倍となるように形成されている。
また、中間転写ベルト20aは、弾性部材から形成されている。弾性部材としては、ポリイミド等が挙げられる。
中間転写体20の下方には、転写紙22を収納する用紙トレイ24が設けられている。中間転写体20の下方であって用紙トレイ24の上方には、転写紙22をレジストするレジストローラ対24が設けられている。また、レジストローラ対24は、転写紙22が搬送される方向に向けて転写ローラ20fの上流側に設けられている。中間転写体20の略右方には、中間転写体20で転写紙にブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の現像剤で可視化されたトナー像を転写紙22に定着させる定着器28が設けられている。尚、中間転写体20の転写ローラ対20fと定着器28との間には、転写紙22を搬送する搬送体30が設けられている。
以上における第1の実施の形態では、最初に感光体ドラム12が帯電器14で帯電され、次いで、ブラック色(Bk)、イエロー色(Y)、マゼンタ色(M)、シアン色(C)の何れかに対応する静電潜像が光書き込みユニット16で書き込まれ、次いで、中間転写体20に上記の色に対応するトナー像が転写され、全ての色についてトナー像が中間転写ベルト20aにおける同一位置に重なるように実施される。その後、転写紙22にトナー像が転写され定着器28で定着される。
図2は、本発明の要部である中間転写体20を示す斜視図である。中間転写体20には、上記の構成以外に、クリーニングブラシ20gの中間転写ベルト20aへの接触・離間動作に伴う中間転写ベルト20aの張力変動を補正する張力補正手段40が設けられている。張力補正手段40は、クリーニングブラシ20gを保持しているクリーニングブラシ保持部材20h、張架ローラ20dと転写ローラ対20fとの間に設けられ中間転写ベルト20aに張力を付加する第ニ張架ローラ20i、第ニ張架ローラ20iの前端部とクリーニングブラシ保持部材20hの前端部とを結合している一方のフレーム20j、第ニ張架ローラ20iの後端部とクリーニングブラシ保持部材20hの後端部とを結合している他方のフレーム20k、一方のフレーム20jの上端部と他方のフレーム20kの上端部とを結合している上ブラケット20m、一方のフレーム20jの下端部と他方のフレーム20kの下端部とを結合している下ブラケット20n、上ブラケットの前部にプランジャーの一端部が結合されている第1のソレノイド20p、及び上ブラケットの後部にプランジャーの一端部が結合されている第2のソレノイド20qを備えている。尚、第1のソレノイド本体及び第2のソレノイド本体は図示しない支持部材で支持されている。
図3は、張力補正手段40の動作を示す図である。クリーニングブラシ20gが中間転写ベルト20aに接触していない場合には、第1のソレノイド20p及び第2のソレノイド20qは動作しないで第ニ張架ローラ20iが中間転写ベルト20aに所定のテンションを付与している。第1のソレノイド20p及び第2のソレノイド20qの動作でクリーニングブラシ20gが中間転写ベルト20aに接触すると所定のテンションを確保するように第二張架ローラ20iが上方の所定の位置に変位する。クリーニングブラシ20gが中間転写ベルト20aに接触するタイミングは、中間転写ベルト20a上に形成したカラーの重ねトナー像を転写紙22上に一括転写した後である。
以上、本第1の実施の形態によれば、クリーニングブラシ20gの中間転写ベルト20aへの接触・離間動作に伴う中間転写ベルト20aの張力変動を補正する張力補正手段40を備えているため、クリーニングブラシ20gが中間転写ベルト20aに接離した際における中間転写ベルト20aの張力変動を防止してカラー画像に色ズレのない画像形成装置を提供することができる。
図4は、本実施の形態の変形例を示す図である。本変形例の張力補正手段42は、張力補正手段40の第ニ張架ローラ20iを、クリーニングブラシ20r(ベルト裏面清掃部材)及びクリーニングブラシ保持部材20sとしたものである。尚、張力補正手段40のクリーニングブラシ20gと張力補正手段42のクリーニングブラシ20rは同一の材料から形成されている。
本変形例によれば、中間転写ベルト20aに対するクリーニングブラシ20gの接触・離間動作に応じてクリーニングブラシ20rを変位させて中間転写ベルト20aの張力変動を防止することができる。尚、本変形例において、中間転写ベルト20aの表面及び裏面に対するクリーニングブラシ20g及びクリーニングブラシ20rの摩擦係数が同一であれば、張架ローラ20dと転写ローラ対20fとの間及び転写ローラ対20fと駆動ローラ20cとの間が略同一であれば、クリーニングブラシ20gの変位量とクリーニングブラシ20rの変位量を略同一とすることができる。
図5は、本実施の形態の張力補正手段40,42を適用しない場合と適用した場合の画像形成位置変動と転写紙22上の位置を示したグラフである。図5(a)が本実施の形態の張力補正手段40,42を適用しない場合の画像形成位置変動と転写紙22上の位置を示したグラフである。図5(b)が本実施の形態の張力補正手段40,42を適用した場合の画像形成位置変動と転写紙22上の位置を示したグラフである。本結果によれば、本実施の形態の張力補正手段40,42を適用することでカラー画像の色ズレを防止できることが判る。
次に、本発明に係る画像形成装置における第2の実施の形態について説明する。尚、本実施の形態において、第1の実施の形態に示す構成と同一の構成については、同一符号を付すことでその説明を省略する。
図6は、本実施の形態における張力補正手段50を示す図である。本実施の形態における張力補正手段50は、第ニ張架ローラ50a、第ニ張架ローラ50aを支持する張架ローラ支持部材50b、第ニ張架ローラ50aを上下方向に変位させると共に張架ローラ支持部材50bに当接している張架ローラカム部材50c、及び張架ローラカム部材50cを回転させるための張架ローラ駆動モータ50dからなる接触部材52を備えている。尚、張架ローラカム部材50cは、略円柱状であると共に回転中心が偏心して形成されている。従って、接触部材52は、張架ローラ駆動モータ50dが回転すると第ニ張架ローラ50aが上下方向に変位するようになっている。また、接触部材52には、中間転写ベルト20aの表面の所定箇所にホームポジションマーク20uが貼着等されていて、ホームポジションマーク20uを検出するホームポジションセンサ20vの信号に基づいて張架ローラ駆動モータ50dを駆動する変位量制御手段54が設けられている。
以上の構成において本実施の形態の張力補正手段50は下記のように動作する。最初に、ホームポジションマーク20uをホームポジションセンサ20vで検出して次にホームポジションマーク20uをホームポジションセンサ20vで検出する迄における中間転写ベルト20aの1回転時間を測定する。次いで、クリーニングブレード20gがクリーニングブレード駆動ソレノイド20tの動作で中間転写ベルト20aに接触すると中間転写ベルト20aにクリーニングブレード20gが接触している間における中間転写ベルト20aの1回転時間を測定する。次いで、中間転写ベルト20aの1回転時間の変動がクリーニングブレード20gの接触で所定の時間変動を超える場合には、張架ローラ駆動モータ50dにドライバを介して制御信号を送信して中間転写ベルト張架ローラ50aと中間転写ベルト20aとの摩擦力が小さくなるように張架ローラ駆動モータ50dが駆動される。一方、中間転写ベルト20aの一周期における時間変動がクリーニングブレード20gの接触で所定の時間変動内である場合には、張架ローラ駆動モータ50dは駆動されない。
尚、上記の構成において、第ニ張架ローラ50aにクリーニングブラシ20gを用いることができる。
尚、図7は、ホームポジションマーク20uをホームポジションセンサ20vが検出した場合に、中間転写ベルト20aの一周期の時間が長くなる状況を説明するための図である。図7(a)は、中間転写体20の上面図である。図7(b)は、中間転写ベルト20aの回転周期が駆動ローラ20cの回転周期と同期している場合と、中間転写ベルト20aの回転周期が駆動ローラ20cの回転周期と同期していない場合とを示すグラフである。
以上、本第2の実施の形態によれば、第ニ張架ローラ50aを変位させることで中間転写ベルト20aの1回転毎の速度ズレをなくすことが可能となるので、感光体ドラム12から中間転写ベルト20aへトナー像を転写するカラー画像の色ズレを防止することができる。
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
10:画像形成装置、12:感光体ドラム、20:中間転写体、20a:中間転写ベルト、20c:駆動ローラ、20i:第ニ張架ローラ、20g,20r:クリーニングブラシ、22:転写紙、40,42,50:張力補正手段、52:接触部材、54:変位量制御手段
Claims (7)
- 画像形成時に回転駆動される感光体と、この感光体に相対向して配置され、感光体に接した状態でこの感光体と略同じ周速度で回転するエンドレスベルトからなる中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを駆動する駆動ローラと、前記中間転写ベルトにテンションを付与する張架ローラと、前記中間転写ベルトに対して接触・離間動作が可能であってこの中間転写ベルトの表面を清掃する清掃部材を備え、
画像形成時には、前記感光体で各色毎のトナー像を形成して中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトで各色のトナー像を重ね合わせて重ねトナー像を形成し、形成された重ねトナー像を中間転写ベルトから転写材上に一括して転写する画像形成装置において、
前記中間転写ベルトに対する清掃部材の接触・離間動作に伴うこの中間転写ベルトの張力変動を補正する張力補正手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 張力補正手段は、清掃部材が中間転写ベルトに接触している間はこの中間転写ベルトから離間し、また、清掃部材が中間転写ベルトから離間している間はこの中間転写ベルトに接触することにより、中間転写ベルトの張力変動を補正する接触部材である請求項1に記載の画像形成装置。
- 接触部材が中間転写ベルトの第ニ張架ローラである請求項2に記載の画像形成装置。
- 接触部材が中間転写ベルトの裏面を清掃するベルト裏面清掃部材である請求項2に記載の画像形成装置。
- 中間転写ベルトの周長がこの中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの周長の整数倍である請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 中間転写ベルトが弾性部材で形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 接触部材には、清掃部材が中間転写ベルトに接触している間における中間転写ベルトの1回転時間と清掃部材が中間転写ベルトから離間している間における中間転写ベルトの1回転時間とが同じになるように制御する変位量制御手段が設けられている請求項2〜6のいずれかに記載の画像形成装置。
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