JP2007233229A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色ずれ発生のない安定した重ね合わせ画像が得られる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】書き込み手段にて４個の感光体ドラム上に潜像を形成し、現像手段にて当該潜像をトナー像にして、各トナー像を中間転写ベルト上に転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を転写材に一括転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトは少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、ベルト走行方向の順に第１と第２の２本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形成される張設面に、前記４個の感光体ドラムのうち３個が等間隔で当接するように配列され、他の１個は第３の張架用ローラより下流の張設面に当接するように配置され、前記第２と第３の張架用ローラは２連で構成され、互いに逆方向に、等距離移動可能なることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成に係わる現像装置と中間転写ベルトを有する画像形成装置に関する。

従来、４個の感光体ドラムと中間転写ベルト（以下、単にベルトともいう。）を搭載した電子写真方式の画像形成装置においては、モノクロ画像プリントのＦＣＯＴ（Ｆｉｒｓｔ Ｃｏｐｙ Ｏｕｔ Ｔｉｍｅ）を短縮するため、さらにモノクロトナー貯蔵スペースを増大するために図３に示すように、３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の感光体ドラムは、駆動ローラと、加張バネにより付勢され一方向（水平方向）に移動自在な従動ローラによって張架されるベルトの張設面に当接するよう配置けられている。一方、モノクロ（黒色）画像形成の感光体ドラムは前記３色の感光体ドラムより下流で前記従動ローラと２次転写部との間（例えば、図３における中間転写ベルトの斜めの転写面）に配置されている。

図３は、従来の従動ローラの一例を示した図である。

また、このような配置構成で、モノクロ（Ｋ）画像形成時には、前記３色の感光体ドラム表面にベルトを離接自在可能な内側張架ローラをもうけるか、または外側張架ローラを設けてベルトを感光体ドラムから押し下げることによって、ドラム表面からベルトを離間する方法をとるものもある。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３０２８４号公報

しかしながら、従動ローラをバネで一方向に移動自在とする方法や、前記離接自在可能な内側張架ローラの回転中心を移動させ、外側張架ローラを設けてベルトを感光体ドラム表面から押し下げる方法は、ベルトの伸び、張力変動による経路の変化等で３色（重ね合わせ画像）と黒との色ずれが発生する問題がある。

本発明は、上記のような色ずれ発生のない安定した重ね合わせ画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。

書き込み手段にて４個の感光体ドラム上に潜像を形成し、現像手段にて当該潜像をトナー像にして、各トナー像を中間転写ベルト上に転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を転写材に一括転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトは少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、ベルト走行方向の順に第１と第２の２本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形成される張設面に、前記４個の感光体ドラムのうち３個が等間隔で当接するように配列され、他の１個は第３の張架用ローラより下流の張設面に当接するように配置され、前記第２と第３の張架用ローラは２連で構成され、互いに逆方向に、等距離移動可能なることを特徴とする画像形成装置。

ベルト経路を極力一定に維持できるので、画像ずれを防止できる。

以下、本発明に係わる画像形成装置について説明する。

図１は画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。

図１において、１０は感光体（ドラム）１１はスコロトロン帯電極である帯電器である、１２は発光ダイオードを配列したヘッドで構成され画像書込み手段である書込装置、１３は現像手段である現像装置、１４は感光体１０の表面を清掃するためのクリーニング装置、１５はクリーニングブレード、１６は現像スリーブ、２０は中間転写ベルトを示す。画像形成手段１は感光体１０、帯電器１１、現像装置１３、およびクリーニング装置１４等からなっており、感光体１０上に残留した廃棄トナーはクリーニングブレード１５で掻き落とされ、搬送スクリュー１４１によって装置の奥側（紙面表側から裏面方向に）に搬送される。また、トナーは、トナーボトル１８からトナーホッパ１９を介して現像装置に供給される。

ここで、各色毎の画像形成手段１の機械的な構成は同じであるので、図１ではＹ（イエロー）系列のみの構成について参照符号を付けており、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＫ（黒）の構成要素については参照符号を省略した。

各色毎の画像形成手段１の配置は中間転写ベルト２０の走行方向に対して、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順になっており、各感光体１０は中間転写ベルト２０の張設面に接触し、接触点で中間転写ベルト２０の走行方向と同方向、かつ、同線速度で回転する。

中間転写ベルト２０は、内側で第１の張架用ローラである駆動ローラ２１、第２の張架用ローラである従動ローラ２２、第３の張架用ローラである従動ローラ２３、第４の張架用ローラである搬送ローラ２４、アースローラ２５に張架され、外側からテンションローラ２６で調節されている。これらのローラと中間転写ベルト２０、１次転写ローラ２７、クリーニング装置２８等でベルトユニット２を構成する。

なお、３色の感光体ドラムは駆動ローラ２１と従動ローラ２２との間のベルト張設面に等間隔に配置され、Ｋの感光体ドラムの配置は他の３色の配置から隔たった、従動ローラ２３と２次転写ローラ２５との間に配置されている。このように配置することによってＫの画像形成手段近傍のスペースを大きく確保することができ、特にプリント作成の頻度の大きいＫのトナーボトルを大容量にすることができる利点がある。本発明に係わる従動ローラ２２、２３について詳細は後述する。

中間転写ベルト２０の走行は不図示の駆動モータによる駆動ローラ２１の回転によって行われる。

感光体１０は、例えばアルミ材によって形成される円筒状の金属基体の外周に導電層、ａ−Ｓｉ層あるいは有機感光体（ＯＰＣ）等の感光層を形成したものであり、導電層を接地した状態で図１の矢印で示す反時計方向に回転する。

読み取り装置８０からの画像データに対応する電気信号は発光ダイオードで光信号に変換され、それぞれの書込み装置１２によって感光体１０上に投光される。

なお、発光ダイオードを用いる書込み方式ではなく、レーザ光を用いたデジタル露光方式でもよい。

現像装置１３は、感光体１０の周面に対し所定の間隔を保ち、感光体１０の回転方向と最接近位置において逆方向に回転する円筒状の非磁性ステンレスあるいはアルミ材で形成された現像スリーブ１６を有している。

中間転写ベルト２０は、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍの無端ベルトであり、例えば変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した、厚さ０．０４〜０．１０ｍｍの半導電性シームレスベルトである。

１次転写ローラ２５には、トナー（本実施の形態では負極性）と反対極性（本実施の形態では正極性）の直流電圧が印加され、感光体１０上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させる機能を有する。

２７は、アースローラ２５から当接および当接解除可能な２次転写ローラで、トナーと逆極性の電圧が印加され、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像を転写材Ｐに再転写する。

２８はクリーニング装置で、中間転写ベルト２０を挟んで駆動ローラ２１に対向して設けられている。トナー像を転写材Ｐに転写後、クリーニングブレード２９によって残留トナーが掻き落とされ、搬送スクリュー２８１によって装置の奥側（紙面表側から裏面方向に）に搬送される。

７０は紙送り出しローラ、７１はタイミングローラ、７２は紙カセット、７３は搬送ローラである。８１は排紙ローラで、定着された転写材を排紙皿８２へ排紙する。

４は定着装置で、ハロゲンランプ４６によって熱せられる加熱ローラ４１と不図示の加圧機構によって加圧される加圧ローラ４２とで構成され、ニップＴでトナー像を担持した転写材を挟持、加圧して定着する。

Ｂ１は、各駆動部、画像形成プロセス、定着温度等を制御する制御手段であるコントロール部である。

以下、図１に基づいて画像形成プロセスを説明する。

画像記録のスタートと同時に不図示の感光体駆動モータの始動により色信号Ｙの感光体１０は矢印で示す反時計方向に回転され、同時に帯電器１１の帯電作用により感光体１０に電位の付与が開始される。

感光体１０は電位を付与されたあと、書込装置１２によってＹの画像データに対応する画像の書込みが開始され、感光体１０の表面に原稿画像のＹの画像に対応する静電潜像が形成される。

前記静電潜像はＹの現像器１３により非接触の状態で反転現像され、感光体１０の回転に応じＹのトナー像が感光体１０上に形成される。

当該感光体１０上に形成されたＹのトナー像は、Ｙの転写ローラ２５の作用により、中間転写ベルト２０上に１次転写される。

その後、前記感光体１０はクリーニングのブレード１５によって残留トナーが清掃され、次の画像形成サイクルにはいる（以下、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニングプロセスにても同様故、説明を省略する）。

次いで、書込装置１２によってＭ（マゼンタ）の色信号すなわちＭの画像データに対応する画像書き込みが行われ、感光体１０の表面に原稿画像のＭの画像に対応する静電潜像が形成される。当該静電潜像は、Ｍの現像器１３により感光体１０上にＭのトナー像となり、Ｍの転写ローラ２５において、中間転写ベルト２０上の前記Ｙのトナー像と同期が取られ、前記Ｙのトナー像の上に重ね合わされ１次転写される。

同様のプロセスにより、Ｙ、Ｍの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃ（シアン）のトナー像が、Ｃの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ１次転写される。次に、すでに形成されているＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像と同期が取られ、Ｃの画像形成手段から隔たった位置に配置されたＫの画像形成手段で形成されたトナー像（Ｋ）が、Ｋの転写ローラ２５において、前記のＹ、Ｍ、Ｃの重ね合わせトナー像上へ重ね合わされ、Ｙ、Ｍ、ＣおよびＫの重ね合わせトナー像が形成される。

以上から、少なくとも２色以上の重ね合わせトナー像が担持されている中間転写ベルト２０は矢印のように時計方向に送られ、転写材Ｐが紙カセット７２より、紙送り出しローラ７０によって送り出され、搬送ローラ７３を経て、タイミングローラ７１へ搬送され一時停止し、その後、前記タイミングローラ７１の駆動によって、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像と同期がとられて、トナーと反対極性の直流電圧が印加されている転写ローラ２７（中間転写ベルト２０に当接状態にある）の転写領域Ｓに給送され、中間転写ベルト２０上の重ね合わせトナー像が転写材Ｐに２次転写される。

その後、中間転写ベルト２０は走行し、クリーニング装置２８でベルト上の残存トナーが清掃され、次の画像形成サイクルに入る。

掻き落とされたトナーは、クリーニング装置２８内に溜められ、搬送スクリュー２８１の回転によって軸方向（図において紙表面から紙裏面方向）に搬送し、不図示の廃棄管を介して貯留箱に溜められる。

前記重ね合わせトナー像が転写された転写材Ｐは、更に定着装置４０へと送られ、ハロゲンランプ４６によって熱せられた加熱ローラ４１と加圧ローラ４２に挟持、加圧され定着される。トナー像が定着された転写材Ｐは、排紙ローラ８１によって排紙皿８２へ搬送される。

以下、本発明について図１、２を基に説明する。

前述したが、３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の感光体ドラムが、ベルトの同一張設面に当接させ、他の１色（Ｋ）の感光体ドラムが別の張設面に当接させる場合、張接面の間に移動自在の従動ローラを設けると、ベルトの張力変動、伸び等による経路の変化等で３色（重ね合わせ画像）と黒との色ずれが発生する問題が生じる。すなわち、図３において、ＣのドラムとＫのドラムとの転写位置間（Ｐ１〜Ｐ２）のベルト長さは、従動ローラがｄだけ移動するとベルト経路は点線のように変化する。これによって３色（Ｙ、Ｍ、Ｃ）重ね合わせ画像とＫ画像との色ずれとなる。

本発明は、このような不都合を回避するために提案するものである。

図２は、色ずれを防止するための従動ローラ機構を示す図である。

図２において、従動ローラ機構３は、従動ローラ２２、２３、それらの回転軸２２Ａ、２３Ａの両端部で、前記従動ローラ２２、２３を２連状に互いに平行に支持する軸支持部材３０、当該軸支持部材３０の中心で当部材と一体化された回動軸３１、ベルト２０に張力を与えるバネ３２等からなっている。バネ３２の一方のフックは前記回動軸３１に係合し、他方のフックはベルトユニット枠体（前、後）３３Ａ、３３Ｂ上に設けられたバネ止め３４に係合している。また、前記回動軸３１の両端部は、ベルトユニット２の枠体３３Ａ、３３Ｂに設けられたスライド溝ｇに挿入されている。すなわち、従動ローラ２２、２３は、軸支持部材３０の前記スライド溝ｇを介して枠体３３Ａ、３３Ｂで支持され、かつバネ３２で矢印Ｗ方向に引き寄せられ、ベルト２０を張架している。

図４は、本発明に係わる従動ローラの近傍を拡大した図である。

３色の重ね合わせ画像とＫ（黒）の画像との色ずれは、Ｃの転写位置Ｐ１からＫの転写位置Ｐ２までのベルト長さが所定の長さから変化することによって生じる。したがって、転写位置（Ｐ１〜Ｐ２）間のベルト長さの変化を抑えることによって色ずれを回避することができる。

すなわち、図４において、軸支持部材３０はバネ３２によって絶えず矢印Ｗ方向に引き寄せられ、ベルト２０は、例えば、実線で示す経路を作り所定の張力で張設されているが、何かの原因で駆動側からの引張り強さが増大すると、前記軸支持部材３０はスライド溝ｇに沿って回転軸３１を支点として回動しても、互いに逆方向に等距離移動となってＡ＝Ａ’となり、点線で示した状態を保持し、張力変動による経路（Ｐ１〜Ｐ２間のベルト長さ）変化を抑制することことができる。

従って、本従動ローラ機構を適用することによって上記のような色ずれを極力抑えることが可能となる。

画像形成装置の全体構成の一例を示す模式図である。 色ずれを防止するための従動ローラ機構を示す図である。 従来の従動ローラの一例を示した図である。 本発明に係わる従動ローラの近傍を拡大した図である。

符号の説明

１０ 感光体
１１ 帯電器
１３ 現像装置
１８、１８Ａ トナーボトル
１９、１９Ａ トナーホッパ
２０ 中間転写ベルト
２１ 駆動ローラ
２２、２３ 従動ローラ
３ 従動ローラ機構
３０ 軸支持部材
３１ 回動軸
３２ バネ
３３Ａ、３３Ｂ ベルトユニット枠体
ｇ スライド溝

Claims (4)

1. 書き込み手段にて４個の感光体ドラム上に潜像を形成し、現像手段にて当該潜像をトナー像にして、各トナー像を中間転写ベルト上に転写して重ね合わせトナー像を形成し、当該重ね合わせトナー像を転写材に一括転写する画像形成装置において、前記中間転写ベルトは少なくとも３本以上の内側に設けられた張架用ローラに張架され、ベルト走行方向の順に第１と第２の２本の張架用ローラの外周面を結ぶことで形成される張設面に、前記４個の感光体ドラムのうち３個が等間隔で当接するように配列され、他の１個は第３の張架用ローラより下流の張設面に当接するように配置され、前記第２と第３の張架用ローラは２連で構成され、互いに逆方向に、等距離移動可能なることを特徴とする画像形成装置。
2. 他の１個の前記感光体ドラムは黒色画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記書き込み手段は発光ダイオードを配列したヘッドを用いるデジタル露光方式であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記書き込み手段はレーザ光を用いるデジタル露光方式であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。

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