JP3812246B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写ベルトを用いる複写機、プリンタ、複合機等に代表される画像形成装置に係り、特に、その中間転写ベルトに係わる機構についての改善を施した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式のカラー複写機やカラープリンタ等のようなカラー画像形成装置においては、中間転写方式が採用される場合がある。この中間転写方式を採用したカラー画像形成装置は、例えば図１０に示すように、感光体ドラム等の像担持体１００上に形成するトナー像をドラム状の中間転写体２００（同図ａ)やベルト状の中間転写体３００（同図ｂ）に順次又は一括して一次転写し、その中間転写体２００、３００に一次転写された後のトナー像を記録用紙等の被転写材４００に二次転写することにより、カラー画像等を形成するようになっている。この場合、１つの像担持体１００を用いて各色成分のトナー像をその１つの像担持体で順次形成するタイプの画像形成装置と、複数の像担持体１００を用いて各色成分のトナー像を各像担持体でそれぞれ分配して形成するタイプの画像形成装置とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなドラム状又はベルト状の中間転写体２００、３００を用いたカラー画像形成装置にあっては、その中間転写体を使用しないタイプの画像形成装置に比べて、その中間転写体２００、３００に係わる機構を装置本体内に配設する分、特に装置高さ（寸法）が高くなってしまい、装置の小型化が困難であった。
【０００４】
このうちドラム状の中間転写体２００を用いる画像形成装置は、特にその中間転写体２００の周囲に複数の像担持体１００を配設するタイプの場合、その複数の像担持体を配設できるドラム周面領域を確保する要請からそのドラム径をある程度大きく設定する必要があるため、中間転写ドラム２００全体における高さ方向の寸法Ｈ200が大きくなってしまう傾向にあり、これにより装置高さを低くすることが難しい。
【０００５】
また、ベルト状の中間転写体３００を用いる画像形成装置は、その多くは中間転写ベルト３００を少なくとも３本のロール３１０、３２０、３３０に張架させ、例えばその逆三角形の各頂点に相応するように配設される３つのロールのうち下方側に配設したロール３３０を二次転写時のバックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成しているため、ロールに張架された状態の中間転写ベルト３００全体における高さ方向の寸法Ｈ300が大きくなり、やはり装置高さを低くするのが難しいのである。
【０００６】
本出願人は、先に、駆動ロールのグリップ力を増して中間転写ベルトのスリップを防止するため、図１１に示すように、２本の回転ロール３５０、３６０の間において中間転写ベルト３００の外周面から押し当てるように駆動ロール３７０を配設した画像形成装置について提案している（特開平１０−２６０５９０号公報など）。しかし、この場合には、少なくとも３本のロール３５０、３７０、３６０を縦方向に間隔をあけて配設する必要があるため、ロールに張架された中間転写ベルト３００全体における高さ方向の寸法Ｈ300が大きくならざるを得ず、装置高さを低くするのが難しい。また、駆動ロール３７０が中間転写ベルト３００の転写面となる外周面に接触するため、そのロール表面がトナー等により汚れたり、ベルト外周面に傷害が発生する等の不具合がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、ひいては装置全体の高さの低減化に寄与できる中間転写ベルトを備えた画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の（第１の）画像形成装置は、少なくとも２本の主要なロールに張架させて一定の方向に回転させる無端状の中間転写ベルトを備え、その中間転写ベルトに像担持体で形成するトナー像を一次転写させた後に当該トナー像を被転写材に二次転写させることにより画像を形成する装置であって、前記中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内でほぼ水平な状態となるように設置し、かつ、前記２本の主要なロールの一方を二次転写用バックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成していることを特徴とするものである。この場合、中間転写ベルトとして少なくとも一側端部にリブが形成され、そのリブが主要なロールの端面部に規制されながら回転するタイプのベルトを使用するときには、そのリブが形成された中間転写ベルトを張架するロールの数は極力少なくすることが好ましい。
【０００９】
この第１の画像形成装置においては、中間転写ベルトが少なくとも２本の主要なロールに張架されているため、その全体が扁平した形態となり、従って高さ方向の寸法が小さなものとなる。このような扁平状で高さ方向の寸法の小さな中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内にほぼ水平な状態で配置しているため、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分が極力少なくなる。また、中間転写ベルトのバックアップロールとのラップ角が大きくなるため、二次転写時に、そのロールに張架されている中間転写ベルトの外周面に圧接する状態で供給される被転写材がそのベルト外周面から剥離されやすくなる。
【００１０】
また、この第１の画像形成装置においては、二次転写バックアップロールではない他方の主要なロールを、中間転写ベルトに回転動力を伝達する駆動ロールとして使用すると同時に、そのロール全体を変位させて中間転写ベルトの回転方向と直交する方向への走行ずれを補正するステアリングロールとして使用するように構成するとよい。
【００１１】
このように構成した第２の画像形成装置では、１つの主要ロールのみによって中間転写ベルトの回転駆動とその回転方向と直交する方向への走行ずれの補正とが併せて行われる。また、中間転写ベルトの駆動ロールとのラップ角が大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロールの回転動力が中間転写ベルトに正確に伝達され、この結果中間転写ベルトが正確にかつ安定して回転するようになる。さらに、中間転写ベルトのステアリングロールとのラップ角も大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルトの変位が機敏になされるようになって補正感度が良好となる。
【００１２】
また、この第２の画像形成装置においては、駆動ロールと二次転写用バックアップロールとの間に、中間転写ベルトをその内周面側から支持して像担持体が当接するベルト面を確定する少なくとも２本の補助ロールを配設するように構成するとよい。この少なくとも２本の補助ロールは、前記２本の主要なロール（駆動ロール及び二次転写用バックアップロール）よりも小さいロール径からなるロールであることが好ましい。また、この補助ロールは、駆動ロールのベルト回転方向下流側であってバックアップロールのベルト回転方向上流側となる中間転写ベルト領域を支持する位置に配設することが好ましい。
【００１３】
このように構成した第３の画像形成装置では、少なくとも２本の補助ロールの間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は少なくとも２本の補助ロールの間に位置するため、ステアリングロール（駆動ロール）のステアリング動作により変位（変動）することがない。また、特に像担持体が複数配設される場合には、その各像担持体の中間転写ベルトとの当接状態が同一となる。
【００１４】
また、この第３の画像形成装置においては、少なくとも２本の補助ロールのうちで両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを像担持体が当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面（そのベルト面と平行な面）内で変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成するとよい。
【００１５】
このように構成した第４の画像形成装置では、そのテンションロールが像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。このたわみ調整時において、テンションロールは上記基準面内で変位するため、かかるロールの変位に伴なって像担持体の当接するベルト面が変位することがなく（そのテンションロールと他の補助ロールの間に支持された状態で）一定に保たれる。
【００１６】
一方、前記第３の画像形成装置においては、補助ロールを３本以上配設し、そのうち両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成してもよい。この場合、そのテンションロールとこのロールと隣り合う補助ロールとの間のベルト面には像担持体を当接させないようにする。
【００１７】
このように構成した第５の画像形成装置では、そのテンションロールが中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。また、この一端側にあるテンションロール以外の２本以上の補助ロール間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は、テンションロールが存在しない少なくとも２本の補助ロールの間に常に位置することになるため、テンションロールが第４の画像形成装置の場合のように像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位するように構成しなくとも、そのテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変位（変動）することがない。
【００１８】
さらに、この第４又は第５の画像形成装置においては、二次転写用バックアップロール側となる端側に配設される補助ロールをテンションロールとして使用するように構成するとよい。
【００１９】
このように構成した第６の画像形成装置では、テンションロールが像担持体の当接する一次転写部となるベルト面よりも回転方向下流側に位置するため、その一次転写部となるベルト面の回転（移動）速度がテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変動することがなく一定に保たれる。
【００２０】
また、この第６の画像形成装置においては、二次転写用バックアップロールとテンションロールとの間に中間転写ベルトをその内周面側から支持して二次転写部へのベルト進入角を確定するプレロールを配設するように構成するとよい。
【００２１】
このように構成した第７の画像形成装置では、プレロールの存在により中間転写ベルトの二次転写部へのベルト進入角が、例えばテンションロールのたわみ調整時の動作があったとしても、常に一定に保たれるため、二次転写部の状況が一定して良好な二次転写が可能となる。
【００２２】
なお、上記像担持体は、ドラム状又はベルト状の感光体や誘電体である。また、その数については単数でもあるいは複数であってもよいが、本発明は複数の場合に特に有効である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態を示すものであり、図１はこの実施形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す概略説明図、図２はその画像形成装置で採用する中間転写ベルト機構を示す説明図である。
【００２４】
この実施形態１の画像形成装置は、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって個別に形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を、中間転写機構２０の中間転写ベルト２１の表面に重ね合わせるように一次転写させた後、その中間転写ベルト２１から被転写材としての記録シートＰ側に二次転写させることにより、いわゆるフルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置である。また、この装置は、４つの作像ユニットのうちブラック用作像ユニット１０Ｋのみを作動させることにより白黒画像を形成することも可能なものである。
【００２５】
まず、上記作像ユニット１０はいずれも、電子写真プロセスにより前記した４色の各トナー像をそれぞれ形成するものであり、画像形成装置本体１のほぼ中央部に水平状態に間隔をあけた状態で配設されている。また、各作像ユニット１０はいずれも、基本的に、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電ロール装置１２と、帯電後の感光ドラム１１の表面に画像情報に応じた光像を露光して静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、その静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像装置１４と、現像により形成されるトナー像を中間転写ベルト２１に転写させる転写ロール装置１５と、感光ドラム１１の表面を清掃するドラム用クリーナ１６とを同様に備えている。
【００２６】
このうち潜像形成装置１３は、図示しない４つの半導体レーザから各色ごとに分解された画像信号に応じて発せられるレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋを所定の光学系を介して回転多面鏡１７に照射して偏向走査させた後、図示しない複数枚の反射ミラーを介して対向する各感光ドラム１１上に斜め下方から走査露光するようになっている。図中の符号１８は、上記各レーザ光ＬＢを潜像形成装置の収容密閉ボックス１３ａから透過出光させるための透明窓である。また、各現像装置１４には、対応する色のトナー（現像剤）がそれぞれ収容されているトナーカートリッジ１９から図示しないトナー補給装置により補給されるようになっている。さらに、転写ロール装置１５には、図示しないバイアス電源から感光ドラム１１上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっている。
【００２７】
このような各作像ユニット１０においては、矢印方向Ａに回転する感光ドラム１１の表面が、帯電ロール装置１２によって一様に帯電処理された後、その帯電表面に潜像形成装置１３から色分解された画像信号に応じたレーザビームＬＢが走査露光されることによって静電潜像が書きこまれ、しかる後、その潜像が現像装置１４から供給される各色のトナーにより現像されてトナー像となり、最後に、そのトナー像が感光ドラム１１と転写ロール装置１５の間を通過する中間転写ベルト２１の表面に静電的に順次一次転写されるようになっている。また、転写後の感光ドラム１１の表面はドラム用クリーナ１６のブレード等によって清掃される。
【００２８】
次に、上記中間転写機構２０は、図１や図２に示すように、無端状の中間転写ベルト２１を、主要なロールとしての二次転写用バックアップロール２２及び駆動ロール２３にベルト全体が細長く扁平した形態となるように張架させているとともに、このバックアップロール２２と駆動ロール２３との間でかつ各ロール２２，２３の近傍位置に中間転写ベルト２１の内周面側から支持して前記各作像ユニット１０の感光ドラム１１が当接するベルト面を確定するように配設した３本の補助ロールとしての第１アイドラロール２４、第２アイドラロール２５及びテンションロール２６に張架させており、駆動ロール２３の回転動力により矢印Ｂ方向に回転走行するようになっている。
【００２９】
この中間転写機構２０は、図１に示すように、上述したように全体が扁平した形態となるように上記各ロール２２〜２６に張架された中間転写ベルト２１を、その長手方向が装置本体１内でほぼ水平な状態となり、かつ第１アイドル２４と第２アイドラロール２５の間のベルト面が各作像ユニット１０の感光ドラム１１と当接し得る状態となるように配設されている。また、中間転写ベルト２１の各感光ドラム１１と当接する位置と対向するベルト内周面の位置には、前記した転写ロール装置１５がそのベルト２１を各感光ドラム１１に圧接するようにそれぞれ配設されて各一次転写部を構成している。さらに、バックアップロール２２の対向位置には、中間転写ベルト２１をそのロール２２に押し当てる二次転写ロール３０が配接されているとともに、バックアップロール２２の周面には図示しないバイアス電源からベルト２１上のトナー像の帯電極性と同極性の二次転写バイアスが供給された給電ロール３１が直接当接するように配設されており、これにより二次転写部を構成している。
【００３０】
また、この中間転写機構２０においては、図１又は図２に示すように、テンションロール２６とバックアップロール２２との間に中間転写ベルト２１をその内周面から支持して当該ベルトの二次転写部への進入角を確定するプレロール２７が配接されている。図２中において、符号３２は記録シートＰの二次転写部への進入方向を案内するシート搬送ガイド、３５は中間転写ベルト２１の表面を清掃するベルト用クリーナ（３５ａはクリーニングブレード）、３６は二次転写ロール３０の表面を清掃するロール用クリーナ（３６ａはクリーニングブレード）、３７は中間転写ベルト２１の側端部に形成されるベルトホームマークを検知するベルトホームポジション検知装置、３８は中間転写ベルト２１のベルトエッジ（一側端部）位置のベルト回転方向Ｂと直行する方向へのずれ(片寄りや蛇行)を検知するベルトウォーク検知装置である。
【００３１】
このような中間転写機構２０の中間転写ベルト２１に（多重）転写されたトナー像は、そのベルト２１の回転に伴ってバックアップロール２２と対向して配置される二次転写ロール３０と対向する二次転写部まで搬送される。そして、中間転写ベルト２１上のトナー像は、このトナー像の作像および二次転写タイミングに合わせて収容トレイ４０から送出しロール４１やレジストロール４２等が配されたシート搬送路を通して二次転写部（の中間転写ベルト２１と二次転写ロール３０の間）まで搬送される所定サイズの記録シートＰに対し、静電的に二次転写される。図１中の一点鎖線は記録シートＰの搬送経路を示す。
【００３２】
続いて、中間転写ベルト２１からトナー像が転写された記録シートＰは、二次転写部における中間転写ベルト２１部分から自然に剥離された後、ロールニップ式の定着装置４５における加熱ロール４６と加圧ロール４７のニップ部を通過するように送られてそのトナー像の熱定着処理がなされ、しかる後、排出ロール４８によって装置本体１の外（シート排出収容部）に排出される。以上のプロセスを経ることにより記録シートＰにカラー画像が形成されるようになっている。
【００３３】
そして、この画像形成装置においては、中間転写ベルト２１が主としてバックアップロール２２と駆動ロール２３に張架されるとともに、３つの補助ロール２４〜２６によって下方側にわずかに膨れるように支持され、ベルト全体が上述したように細長く扁平した形態となっており、その高さ方向の寸法Ｅがきわめて小さなものとなっている。しかも、このような扁平状に張架された中間転写ベルト２１は、その長手方向が画像形成装置本体１内でほぼ水平な状態となるように配設されているため、この中間転写ベルト２１を配設したことによる装置本体１の高さの増加分はきわめて少ないものとなる。これにより、中間転写機構２０を採用する画像形成装置であっても、その装置高さを可及的に低くすることが可能となる。
【００３４】
また、このような中間転写ベルト２１では、図２等に示すように、そのベルト２１のバックアップロール２２とのラップ角βが大きくなるため、二次転写後の記録シートＰはその二次転写部における中間転写ベルト２１部分（バックアップロール２２に張架されている部分）から自然に剥離される。従って、この中間転写機構２０の二次転写部には、記録シートＰの中間転写ベルト２１からの剥離を補助する剥離爪等の剥離補助部品を設ける必要がなく、この結果、その剥離補助部品のための設置スペースを確保する必要もないためその分中間転写ベルト２１の高さ寸法Ｅの増加分を抑えることができる。また、剥離補助部品を設けない分コストダウンを図ることもできる。
【００３５】
また、この中間転写機構２０においては、図３に示すように、その駆動ロール２３の一端部を一定の調整方向Ｊ，Ｋに変位（ステアリング動作）させることにより中間転写ベルト２１の走行状態を調整するステアリング機構５０が設けられている。従って、駆動ロール２３はステアリングロールとしても使用されるようになっている。
【００３６】
すなわち、ステアリングロールとしても兼用される駆動ロール２３は、そのロール本体２３ａの両端部から突出するロール軸２３ｂが、ステアリング機構５０付きの駆動ロールユニット筐体５１に軸受５２ａ，５２ｂを介して回転自在に支持されている。駆動ロールユニット筐体５１は、ロール軸方向の一端部側となる下部位置において装置本体１の固定フレーム１ａに揺動自在なブラケット５０ａに軸支されているとともに、その他端部側となる位置において後述するステアリング機構５０により支持されている。そして、駆動ロール２３は、駆動モータ５３の回転動力が、駆動モータ５３の出力軸に取り付けられた駆動ギア５４とロール軸２３ｂに取り付けられた受動ギア５５とが噛み合うギア列により伝えられて回転するようになっている。また、この駆動ロール２３は、そのロール軸２３ｂに取り付けられた図示しないロータリーエンコーダ等の回転数検出機構によりその回転数が検出され、その検出情報に基づいて駆動モータ５３の回転状態がフィードバック制御されることにより、所定の速度で安定して回転するようになっている。
【００３７】
また、ステアリング機構５０は、ステッピングモータ等のステアリング用モータ５６と、そのモータ５６の出力軸５６ａに取り付けられた偏心カム５７と、この偏心カム５７が当接するようにユニット筐体５１の側面から軸方向に突出する支持軸５８に取り付けられたカムフロワー５９とを備えている。そして、偏心カム５７がステアリング用モータ５６の駆動力により基準位置Ｘ0（θ＝０°）から±方向に角度θだけ回転することにより一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけ駆動ロールユニット筐体５１、ひいては駆動ロール２３をほぼ上下方向に相当する調整方向Ｊ，Ｋに変位させるようになっている。そして、このステアリング機構５０は、図示しない制御部に接続されており、その制御部により、前記したベルトホーム検知装置３７とベルトウォーク検知装置３８において得られる中間転写ベルト２１のホームマーク検知情報とベルトエッジ検知情報とに基づくベルト２１のウォーク（蛇行）量が算出された後、そのウォーク量からステアリング機構５０のステアリング量（角度±α）が求められ、もって、そのステアリング角度±αに応じてモータ５６が作動させられるようになっている。
【００３８】
このようにステアリング機構５０が作動することにより、図３や図４に示すように、モータ５６に取りつけられた偏心カム５７が角度±αに対応した角度±θだけ回転するため、その偏心カム５７に片側が支持されている駆動ロールユニット筐体５１、ひいては駆動ロール２３の一端側が調整方向Ｊ，Ｋのいずれかの方向に変位させられる。この結果、中間転写ベルト２１は駆動ロール２３の相対的に高い状態となる端部側にロール軸に沿って移動し、これにより中間転写ベルト２１の基準位置に戻されてそのベルト走行状態のずれ分が補正される。
【００３９】
この中間転写ベルト２１では、その駆動ロール２３をステアリング機構５０によりステアリングロールとしても兼用するようにしているため、例えばステアリング機構を別個独立して設ける場合に比べて、ベルト２１の高さ寸法Ｅを低く抑えることができるとともに、コストを抑えることもできる。
【００４０】
また、この中間転写ベルト２１では、図２等に示すように、中間転写ベルト２１の駆動ロール（ステアリングロール）２３とのラップ角γが大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロール２３の回転動力が中間転写ベルト２１に正確に伝達され、中間転写ベルト２１が正確にかつ安定して回転するようになり、これにより、複数の感光ドラム１１から中間転写ベルト２１に重ね合わせるように多重転写されるトナー像の位置合わせも良好に行われるようになる。しかも、そのラップ角γが大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルト２１の変位が機敏になされるようになってそのベルトの走行ずれの補正感度が良好となり、これにより中間転写ベルト２１がその回転方向Ｂと直行する方向にずれることなく正常に回転するようになるため、このことによっても前記したような多重転写されるトナー像の位置合わせが良好に行われるようになる。
【００４１】
さらに、この中間転写ベルト２１では、第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５が各作像ユニット１０の感光ドラム１１が当接する中間転写ベルト２１のベルト面２１ａを挟みこむような状態で配設されており、これにより上記ベルト面２１ａが確定されるようになっている。この結果、例えば上記したステアリング動作により駆動ロール２３の一端側が調整方向Ｊ，Ｋのいずれかの方向に変位した場合であっても、図４ｂに示すように、その駆動ロール２３の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）はバックアップロール２２との間及び第１アイドラロール２４との間で吸収されてしまい、このため、特に第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５の間で確定される上記ベルト面２１ａが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件（感光ドラム１１と中間転写ベルト２１との当接状態等）がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４２】
さらに、この中間転写機構２０におけるテンションロール２６は、図５ａに示すように、従来公知のスプリング部材等を用いて構成される張力付与機構６０により中間転写ベルト２１にその内周面側から矢印Ｍ方向にむけて所定の張力を付与し続ける支持構造になっている。しかも、このテンションロール２６は、中間転写ベルト２１のたわみ具合を調整するため、図５ｂに示すように、そのロール本体２６ａが固着されたロール軸２６ｂの一端側が前記テンション付与機構６０の一方の支持アーム６１に対して球面軸受６３によって回転自在かつ傾動可能に支持されているとともに、そのロール軸２６ｂの他端側がテンション付与機構６０の他方の支持アーム６２に対して軸受６４によって回転自在かつ矢印Ｍ，Ｎ方向に変位可能に支持されている。
【００４３】
このテンションロール２６の変位機構は、基本的に前記ステアリング機構５０とほぼ同じ構成からなるものであり、図５ｂに示すようにステッピングモータ等の張力補正用モータ６５と、そのモータ６５の出力軸６５ａに取り付けられた偏心カム６６と、この偏心カム６６が当接するようにロール軸２６ｂに取り付けられたカムフロワー６７とを備えている。そして、ステアリング機構５０の場合とほぼ同様に、偏心カム６６が基準位置Ｘ0（θ＝０°）から±方向に角度θだけ回転することにより（図３ｃ参照）一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけロール軸２６ｂ、ひいてはテンションロール２６をたわみ調整方向Ｍ，Ｎに変位させるようになっている。
【００４４】
このようなテンションロール２６は、中間転写ベルト２に所定の張力が付与して複数のロール間で弛みがなく均一に張架されるようになっているととともに、その矢印Ｍ，Ｎ方向に変位することにより中間転写ベルト２１の内周面への押圧力を加減してベルトのたわみ具合を調整するようになっている。なお、このテンションロール２６には、中間転写ベルト２１の蛇行走行を抑制するためのベルト端部規制機構７０が取り付けられている。このベルト端部規制機構７０は、ベルト端部が当接して端部位置を規制するようにロール軸２６ｂに遊嵌されるドーナツ円板状の規制板７１と、この規制板７１をロール軸２６ｂの軸方向に容易かつ弾性的に変位移動させ得るように支持するため、一端が規制板７１に固着されその他端が支持アーム６１に固着されたスプリング７２とで構成されている。符号７３は、規制板７１を最大移動許容位置で止めるためのストッパーである。
【００４５】
この中間転写機構２０では、３つの補助ロール２４〜２６のうちでバックアップロール２２寄りの端部側に配設された補助ロール２６を上記したようなテンションロールとして構成しているため（図２）、そのロール２６による張力の補正動作（矢印Ｍ，Ｎ方向への変位動作）がなされた場合であっても、図６に示すように、そのテンションロール２６の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）は第２アイドラロール２５との間及びプレロール２７（このロール２７がない場合にはバックアップロール２２）との間で吸収されてしまい、このため、特に第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５の間で確定される感光ドラム１１が当接する前記ベルト面２１ａが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４６】
そして、この中間転写機構２０では、前述したようにテンションロール２６とバックアップロール２２との間にプレロール２７を設けていることにより、図７に示すように、中間転写ベルト２１の二次転写部への進入角δ（記録シートＰの二次転写部への進入ラインに対する所要の角度）が確定される。これにより、例えばテンションロール２６の前記したようなたわみ調整時の動作が行われたとしても、同図に示すようにそのテンションロール２６の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）はプレロール２７との間で吸収されてしまい、このため、プレロール２７を通過して二次転写部に進入する中間転写ベルト２１はそのテンションロール２６の変位による影響を受けることなく常に一定の状態に保たれる。この結果、二次転写部の状況（進入角δ）が一定するため、前記した二次転写が良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４７】
この実施形態１の画像形成装置によれば、中間転写機構２０を設けたことによる装置高さの増加分がきわめて少なくなり、中間転写方式を採用するにもかかわらず装置高さを低くすることが可能である。また、中間転写機構２０では中間転写ベルト２０の走行ずれの補正やたわみ具合の調整が行われて弛みのない安定した回転が確保されるとともに、その補正動作や調整動作による中間転写ベルト２１における感光ドラム１１との当接ベルト面の変動が発生しないため、フルカラー画像を形成する場合であっても、中間転写ベルト２１の走行状態の悪さに起因した色ずれや色むら等の画質欠陥のない高品位のカラー画像が得られる。
【００４８】
［実施の形態２］
図８は、本発明の第２の実施形態における中間転写機構２０を示すものである。この実施形態２の画像形成装置は、実施の形態１における中間転写機構２０の補助ロールとして第１アイドラロール２４とテンションロール２８の２つを設け、そのテンションロール２８をロール２４との間で支持するベルト面（感光ドラム１１が当接するベルト面）２１ａと同一の位置関係にある基準面Ｓ（二点鎖線）内で矢印Ｑ，Ｒ方向に変位させるように構成した以外は、実施形態１に係る画像形成装置と同じ構成からなるものである。
【００４９】
この中間転写機構２０におけるテンションロール２８の変位機構は、基本的に実施形態１の構成（図５ｂ）と同じものを採用することができ、唯一その変位方向が矢印Ｑ，Ｒ方向となるように変更すればよい。また、このテンションロール２８は実施形態１のテンションロール２６と同様に張力付与機構６０により支持されており、これにより中間転写ベルト２１に所定の張力を付与し続けるようになっている。
【００５０】
そして、この実施形態２における中間転写機構２０では、図８に示すように、そのテンションロール２８が上記基準面Ｓに沿う矢印Ｑ，Ｒ方向に変位することにより中間転写ベルト２１のたわみが調整される。また、このたわみ調整時において、テンションロール２８は基準面Ｓ内で変位するため、かかるロールの変位に伴なって感光ドラム１１の当接するベルト面２１ａが上下方向等に変位することがなく、そのテンションロール２８と第１アイドラロール２４の間に支持された状態で一定に保たれる。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００５１】
また、テンションロール２８がたわみ調整時に矢印Ｑ，Ｒ方向に変位した場合であっても、図９に示すように、そのテンションロール２８と二次転写用バックアップロール２２との間に、実施の形態１の場合と同様のプレロール２７が配設されていれば、中間転写ベルト２１の二次転写部への進入角δは一定に保たれ、安定した二次転写が確保される。
【００５２】
［他の実施の形態］
実施の形態１〜２では、中間転写ベルト２１のたわみを調整し得るテンションロール２６、２８として、バックアップロール２２側の端側に配設された補助ロールを使用した場合について例示したが、駆動ロール２２側の端部に配設された補助ロール（２４）をそのテンションロールとして使用するようにしてもよい。ただし、テンションロールのたわみ調整時の動作により、一次転写部における中間転写ベルト２１の回転速度の変動を確実に回避できる観点からは、実施の形態１〜２のごとく、バックアップロール２２側の端側に配設された補助ロールをテンションロールとして使用するように構成することが望ましい。
【００５３】
【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、前述したように中間転写ベルトを主要なロール等により細長く扁平状となるように張架した状態で装置本体内にほぼ水平状態に配設しているので、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分を極力少なくすることができる。この結果、中間転写方式を採用する画像形成装置であるにもかかわらず、その装置全体の高さの低減化を図ることが可能となる。また、この中間転写ベルトは上記したように扁平状態に張架していることや、そのベルトに補助ロールや機能ロールを適宜配設していることにより、きわめて安定して回転するため、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく良好な中間転写動作が実行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る画像形成装置を示す概要図。
【図２】 実施形態１における中間転写機構の要部を示す概要図。
【図３】 （ａ）は駆動ロールとステアリング機構の構成を示す要部側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は偏心カム機構の要部を示す説明図。
【図４】 （ａ）は駆動ロールのステアリング動作の状態を示す要部斜視図、（ｂ）はそのステアリング動作時における中間転写ベルトの挙動状態を示す説明図。
【図５】 （ａ）はテンションロールの張力付与機構を示す概略図、（ｂ）はテンションロールの変位機構を示す要部断面図。
【図６】 テンションロールのたわみ調整動作時における中間転写ベルトの挙動状態を示す説明図。
【図７】 プレロールの機能を示す要部説明図。
【図８】 実施形態２における中間転写機構の要部を概要図。
【図９】 図７の中間転写機構におけるプレロールの機能を示す要部説明図。
【図１０】 （ａ）は従来の中間転写ドラムを用いた画像形成装置の代表例を示す概略図、（ｂ）は従来の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の代表例を示す概略図。
【図１１】 従来の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の他例を示す概略図。
【符号の説明】
１…装置本体、１１…感光ドラム（像担持体）、２１…中間転写ベルト、２１ａ…感光ドラムが当接するベルト面、２２…バックアップロール（主要なロール）、２３…駆動ロール及びステアリングロール（主要なロール）、２４，２５…アイドラロール（補助ロール）、２６、２８…テンションロール（補助ロール）、２７…プレロール、Ｐ…記録シート（被転写材）、Ｓ…基準面、Ｈ…ベルト全体の高さ方向の寸法、δ…ベルト進入角。
【発明の属する技術分野】
本発明は、中間転写ベルトを用いる複写機、プリンタ、複合機等に代表される画像形成装置に係り、特に、その中間転写ベルトに係わる機構についての改善を施した画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式のカラー複写機やカラープリンタ等のようなカラー画像形成装置においては、中間転写方式が採用される場合がある。この中間転写方式を採用したカラー画像形成装置は、例えば図１０に示すように、感光体ドラム等の像担持体１００上に形成するトナー像をドラム状の中間転写体２００（同図ａ)やベルト状の中間転写体３００（同図ｂ）に順次又は一括して一次転写し、その中間転写体２００、３００に一次転写された後のトナー像を記録用紙等の被転写材４００に二次転写することにより、カラー画像等を形成するようになっている。この場合、１つの像担持体１００を用いて各色成分のトナー像をその１つの像担持体で順次形成するタイプの画像形成装置と、複数の像担持体１００を用いて各色成分のトナー像を各像担持体でそれぞれ分配して形成するタイプの画像形成装置とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようなドラム状又はベルト状の中間転写体２００、３００を用いたカラー画像形成装置にあっては、その中間転写体を使用しないタイプの画像形成装置に比べて、その中間転写体２００、３００に係わる機構を装置本体内に配設する分、特に装置高さ（寸法）が高くなってしまい、装置の小型化が困難であった。
【０００４】
このうちドラム状の中間転写体２００を用いる画像形成装置は、特にその中間転写体２００の周囲に複数の像担持体１００を配設するタイプの場合、その複数の像担持体を配設できるドラム周面領域を確保する要請からそのドラム径をある程度大きく設定する必要があるため、中間転写ドラム２００全体における高さ方向の寸法Ｈ200が大きくなってしまう傾向にあり、これにより装置高さを低くすることが難しい。
【０００５】
また、ベルト状の中間転写体３００を用いる画像形成装置は、その多くは中間転写ベルト３００を少なくとも３本のロール３１０、３２０、３３０に張架させ、例えばその逆三角形の各頂点に相応するように配設される３つのロールのうち下方側に配設したロール３３０を二次転写時のバックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成しているため、ロールに張架された状態の中間転写ベルト３００全体における高さ方向の寸法Ｈ300が大きくなり、やはり装置高さを低くするのが難しいのである。
【０００６】
本出願人は、先に、駆動ロールのグリップ力を増して中間転写ベルトのスリップを防止するため、図１１に示すように、２本の回転ロール３５０、３６０の間において中間転写ベルト３００の外周面から押し当てるように駆動ロール３７０を配設した画像形成装置について提案している（特開平１０−２６０５９０号公報など）。しかし、この場合には、少なくとも３本のロール３５０、３７０、３６０を縦方向に間隔をあけて配設する必要があるため、ロールに張架された中間転写ベルト３００全体における高さ方向の寸法Ｈ300が大きくならざるを得ず、装置高さを低くするのが難しい。また、駆動ロール３７０が中間転写ベルト３００の転写面となる外周面に接触するため、そのロール表面がトナー等により汚れたり、ベルト外周面に傷害が発生する等の不具合がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、ひいては装置全体の高さの低減化に寄与できる中間転写ベルトを備えた画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の（第１の）画像形成装置は、少なくとも２本の主要なロールに張架させて一定の方向に回転させる無端状の中間転写ベルトを備え、その中間転写ベルトに像担持体で形成するトナー像を一次転写させた後に当該トナー像を被転写材に二次転写させることにより画像を形成する装置であって、前記中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内でほぼ水平な状態となるように設置し、かつ、前記２本の主要なロールの一方を二次転写用バックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成していることを特徴とするものである。この場合、中間転写ベルトとして少なくとも一側端部にリブが形成され、そのリブが主要なロールの端面部に規制されながら回転するタイプのベルトを使用するときには、そのリブが形成された中間転写ベルトを張架するロールの数は極力少なくすることが好ましい。
【０００９】
この第１の画像形成装置においては、中間転写ベルトが少なくとも２本の主要なロールに張架されているため、その全体が扁平した形態となり、従って高さ方向の寸法が小さなものとなる。このような扁平状で高さ方向の寸法の小さな中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内にほぼ水平な状態で配置しているため、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分が極力少なくなる。また、中間転写ベルトのバックアップロールとのラップ角が大きくなるため、二次転写時に、そのロールに張架されている中間転写ベルトの外周面に圧接する状態で供給される被転写材がそのベルト外周面から剥離されやすくなる。
【００１０】
また、この第１の画像形成装置においては、二次転写バックアップロールではない他方の主要なロールを、中間転写ベルトに回転動力を伝達する駆動ロールとして使用すると同時に、そのロール全体を変位させて中間転写ベルトの回転方向と直交する方向への走行ずれを補正するステアリングロールとして使用するように構成するとよい。
【００１１】
このように構成した第２の画像形成装置では、１つの主要ロールのみによって中間転写ベルトの回転駆動とその回転方向と直交する方向への走行ずれの補正とが併せて行われる。また、中間転写ベルトの駆動ロールとのラップ角が大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロールの回転動力が中間転写ベルトに正確に伝達され、この結果中間転写ベルトが正確にかつ安定して回転するようになる。さらに、中間転写ベルトのステアリングロールとのラップ角も大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルトの変位が機敏になされるようになって補正感度が良好となる。
【００１２】
また、この第２の画像形成装置においては、駆動ロールと二次転写用バックアップロールとの間に、中間転写ベルトをその内周面側から支持して像担持体が当接するベルト面を確定する少なくとも２本の補助ロールを配設するように構成するとよい。この少なくとも２本の補助ロールは、前記２本の主要なロール（駆動ロール及び二次転写用バックアップロール）よりも小さいロール径からなるロールであることが好ましい。また、この補助ロールは、駆動ロールのベルト回転方向下流側であってバックアップロールのベルト回転方向上流側となる中間転写ベルト領域を支持する位置に配設することが好ましい。
【００１３】
このように構成した第３の画像形成装置では、少なくとも２本の補助ロールの間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は少なくとも２本の補助ロールの間に位置するため、ステアリングロール（駆動ロール）のステアリング動作により変位（変動）することがない。また、特に像担持体が複数配設される場合には、その各像担持体の中間転写ベルトとの当接状態が同一となる。
【００１４】
また、この第３の画像形成装置においては、少なくとも２本の補助ロールのうちで両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを像担持体が当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面（そのベルト面と平行な面）内で変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成するとよい。
【００１５】
このように構成した第４の画像形成装置では、そのテンションロールが像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。このたわみ調整時において、テンションロールは上記基準面内で変位するため、かかるロールの変位に伴なって像担持体の当接するベルト面が変位することがなく（そのテンションロールと他の補助ロールの間に支持された状態で）一定に保たれる。
【００１６】
一方、前記第３の画像形成装置においては、補助ロールを３本以上配設し、そのうち両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成してもよい。この場合、そのテンションロールとこのロールと隣り合う補助ロールとの間のベルト面には像担持体を当接させないようにする。
【００１７】
このように構成した第５の画像形成装置では、そのテンションロールが中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。また、この一端側にあるテンションロール以外の２本以上の補助ロール間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は、テンションロールが存在しない少なくとも２本の補助ロールの間に常に位置することになるため、テンションロールが第４の画像形成装置の場合のように像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位するように構成しなくとも、そのテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変位（変動）することがない。
【００１８】
さらに、この第４又は第５の画像形成装置においては、二次転写用バックアップロール側となる端側に配設される補助ロールをテンションロールとして使用するように構成するとよい。
【００１９】
このように構成した第６の画像形成装置では、テンションロールが像担持体の当接する一次転写部となるベルト面よりも回転方向下流側に位置するため、その一次転写部となるベルト面の回転（移動）速度がテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変動することがなく一定に保たれる。
【００２０】
また、この第６の画像形成装置においては、二次転写用バックアップロールとテンションロールとの間に中間転写ベルトをその内周面側から支持して二次転写部へのベルト進入角を確定するプレロールを配設するように構成するとよい。
【００２１】
このように構成した第７の画像形成装置では、プレロールの存在により中間転写ベルトの二次転写部へのベルト進入角が、例えばテンションロールのたわみ調整時の動作があったとしても、常に一定に保たれるため、二次転写部の状況が一定して良好な二次転写が可能となる。
【００２２】
なお、上記像担持体は、ドラム状又はベルト状の感光体や誘電体である。また、その数については単数でもあるいは複数であってもよいが、本発明は複数の場合に特に有効である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態を示すものであり、図１はこの実施形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す概略説明図、図２はその画像形成装置で採用する中間転写ベルト機構を示す説明図である。
【００２４】
この実施形態１の画像形成装置は、４つの作像ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋによって個別に形成するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を、中間転写機構２０の中間転写ベルト２１の表面に重ね合わせるように一次転写させた後、その中間転写ベルト２１から被転写材としての記録シートＰ側に二次転写させることにより、いわゆるフルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置である。また、この装置は、４つの作像ユニットのうちブラック用作像ユニット１０Ｋのみを作動させることにより白黒画像を形成することも可能なものである。
【００２５】
まず、上記作像ユニット１０はいずれも、電子写真プロセスにより前記した４色の各トナー像をそれぞれ形成するものであり、画像形成装置本体１のほぼ中央部に水平状態に間隔をあけた状態で配設されている。また、各作像ユニット１０はいずれも、基本的に、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラム１１と、この感光ドラム１１の表面を一様に帯電する帯電ロール装置１２と、帯電後の感光ドラム１１の表面に画像情報に応じた光像を露光して静電潜像を形成する潜像形成装置１３と、その静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像装置１４と、現像により形成されるトナー像を中間転写ベルト２１に転写させる転写ロール装置１５と、感光ドラム１１の表面を清掃するドラム用クリーナ１６とを同様に備えている。
【００２６】
このうち潜像形成装置１３は、図示しない４つの半導体レーザから各色ごとに分解された画像信号に応じて発せられるレーザ光ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋを所定の光学系を介して回転多面鏡１７に照射して偏向走査させた後、図示しない複数枚の反射ミラーを介して対向する各感光ドラム１１上に斜め下方から走査露光するようになっている。図中の符号１８は、上記各レーザ光ＬＢを潜像形成装置の収容密閉ボックス１３ａから透過出光させるための透明窓である。また、各現像装置１４には、対応する色のトナー（現像剤）がそれぞれ収容されているトナーカートリッジ１９から図示しないトナー補給装置により補給されるようになっている。さらに、転写ロール装置１５には、図示しないバイアス電源から感光ドラム１１上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっている。
【００２７】
このような各作像ユニット１０においては、矢印方向Ａに回転する感光ドラム１１の表面が、帯電ロール装置１２によって一様に帯電処理された後、その帯電表面に潜像形成装置１３から色分解された画像信号に応じたレーザビームＬＢが走査露光されることによって静電潜像が書きこまれ、しかる後、その潜像が現像装置１４から供給される各色のトナーにより現像されてトナー像となり、最後に、そのトナー像が感光ドラム１１と転写ロール装置１５の間を通過する中間転写ベルト２１の表面に静電的に順次一次転写されるようになっている。また、転写後の感光ドラム１１の表面はドラム用クリーナ１６のブレード等によって清掃される。
【００２８】
次に、上記中間転写機構２０は、図１や図２に示すように、無端状の中間転写ベルト２１を、主要なロールとしての二次転写用バックアップロール２２及び駆動ロール２３にベルト全体が細長く扁平した形態となるように張架させているとともに、このバックアップロール２２と駆動ロール２３との間でかつ各ロール２２，２３の近傍位置に中間転写ベルト２１の内周面側から支持して前記各作像ユニット１０の感光ドラム１１が当接するベルト面を確定するように配設した３本の補助ロールとしての第１アイドラロール２４、第２アイドラロール２５及びテンションロール２６に張架させており、駆動ロール２３の回転動力により矢印Ｂ方向に回転走行するようになっている。
【００２９】
この中間転写機構２０は、図１に示すように、上述したように全体が扁平した形態となるように上記各ロール２２〜２６に張架された中間転写ベルト２１を、その長手方向が装置本体１内でほぼ水平な状態となり、かつ第１アイドル２４と第２アイドラロール２５の間のベルト面が各作像ユニット１０の感光ドラム１１と当接し得る状態となるように配設されている。また、中間転写ベルト２１の各感光ドラム１１と当接する位置と対向するベルト内周面の位置には、前記した転写ロール装置１５がそのベルト２１を各感光ドラム１１に圧接するようにそれぞれ配設されて各一次転写部を構成している。さらに、バックアップロール２２の対向位置には、中間転写ベルト２１をそのロール２２に押し当てる二次転写ロール３０が配接されているとともに、バックアップロール２２の周面には図示しないバイアス電源からベルト２１上のトナー像の帯電極性と同極性の二次転写バイアスが供給された給電ロール３１が直接当接するように配設されており、これにより二次転写部を構成している。
【００３０】
また、この中間転写機構２０においては、図１又は図２に示すように、テンションロール２６とバックアップロール２２との間に中間転写ベルト２１をその内周面から支持して当該ベルトの二次転写部への進入角を確定するプレロール２７が配接されている。図２中において、符号３２は記録シートＰの二次転写部への進入方向を案内するシート搬送ガイド、３５は中間転写ベルト２１の表面を清掃するベルト用クリーナ（３５ａはクリーニングブレード）、３６は二次転写ロール３０の表面を清掃するロール用クリーナ（３６ａはクリーニングブレード）、３７は中間転写ベルト２１の側端部に形成されるベルトホームマークを検知するベルトホームポジション検知装置、３８は中間転写ベルト２１のベルトエッジ（一側端部）位置のベルト回転方向Ｂと直行する方向へのずれ(片寄りや蛇行)を検知するベルトウォーク検知装置である。
【００３１】
このような中間転写機構２０の中間転写ベルト２１に（多重）転写されたトナー像は、そのベルト２１の回転に伴ってバックアップロール２２と対向して配置される二次転写ロール３０と対向する二次転写部まで搬送される。そして、中間転写ベルト２１上のトナー像は、このトナー像の作像および二次転写タイミングに合わせて収容トレイ４０から送出しロール４１やレジストロール４２等が配されたシート搬送路を通して二次転写部（の中間転写ベルト２１と二次転写ロール３０の間）まで搬送される所定サイズの記録シートＰに対し、静電的に二次転写される。図１中の一点鎖線は記録シートＰの搬送経路を示す。
【００３２】
続いて、中間転写ベルト２１からトナー像が転写された記録シートＰは、二次転写部における中間転写ベルト２１部分から自然に剥離された後、ロールニップ式の定着装置４５における加熱ロール４６と加圧ロール４７のニップ部を通過するように送られてそのトナー像の熱定着処理がなされ、しかる後、排出ロール４８によって装置本体１の外（シート排出収容部）に排出される。以上のプロセスを経ることにより記録シートＰにカラー画像が形成されるようになっている。
【００３３】
そして、この画像形成装置においては、中間転写ベルト２１が主としてバックアップロール２２と駆動ロール２３に張架されるとともに、３つの補助ロール２４〜２６によって下方側にわずかに膨れるように支持され、ベルト全体が上述したように細長く扁平した形態となっており、その高さ方向の寸法Ｅがきわめて小さなものとなっている。しかも、このような扁平状に張架された中間転写ベルト２１は、その長手方向が画像形成装置本体１内でほぼ水平な状態となるように配設されているため、この中間転写ベルト２１を配設したことによる装置本体１の高さの増加分はきわめて少ないものとなる。これにより、中間転写機構２０を採用する画像形成装置であっても、その装置高さを可及的に低くすることが可能となる。
【００３４】
また、このような中間転写ベルト２１では、図２等に示すように、そのベルト２１のバックアップロール２２とのラップ角βが大きくなるため、二次転写後の記録シートＰはその二次転写部における中間転写ベルト２１部分（バックアップロール２２に張架されている部分）から自然に剥離される。従って、この中間転写機構２０の二次転写部には、記録シートＰの中間転写ベルト２１からの剥離を補助する剥離爪等の剥離補助部品を設ける必要がなく、この結果、その剥離補助部品のための設置スペースを確保する必要もないためその分中間転写ベルト２１の高さ寸法Ｅの増加分を抑えることができる。また、剥離補助部品を設けない分コストダウンを図ることもできる。
【００３５】
また、この中間転写機構２０においては、図３に示すように、その駆動ロール２３の一端部を一定の調整方向Ｊ，Ｋに変位（ステアリング動作）させることにより中間転写ベルト２１の走行状態を調整するステアリング機構５０が設けられている。従って、駆動ロール２３はステアリングロールとしても使用されるようになっている。
【００３６】
すなわち、ステアリングロールとしても兼用される駆動ロール２３は、そのロール本体２３ａの両端部から突出するロール軸２３ｂが、ステアリング機構５０付きの駆動ロールユニット筐体５１に軸受５２ａ，５２ｂを介して回転自在に支持されている。駆動ロールユニット筐体５１は、ロール軸方向の一端部側となる下部位置において装置本体１の固定フレーム１ａに揺動自在なブラケット５０ａに軸支されているとともに、その他端部側となる位置において後述するステアリング機構５０により支持されている。そして、駆動ロール２３は、駆動モータ５３の回転動力が、駆動モータ５３の出力軸に取り付けられた駆動ギア５４とロール軸２３ｂに取り付けられた受動ギア５５とが噛み合うギア列により伝えられて回転するようになっている。また、この駆動ロール２３は、そのロール軸２３ｂに取り付けられた図示しないロータリーエンコーダ等の回転数検出機構によりその回転数が検出され、その検出情報に基づいて駆動モータ５３の回転状態がフィードバック制御されることにより、所定の速度で安定して回転するようになっている。
【００３７】
また、ステアリング機構５０は、ステッピングモータ等のステアリング用モータ５６と、そのモータ５６の出力軸５６ａに取り付けられた偏心カム５７と、この偏心カム５７が当接するようにユニット筐体５１の側面から軸方向に突出する支持軸５８に取り付けられたカムフロワー５９とを備えている。そして、偏心カム５７がステアリング用モータ５６の駆動力により基準位置Ｘ0（θ＝０°）から±方向に角度θだけ回転することにより一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけ駆動ロールユニット筐体５１、ひいては駆動ロール２３をほぼ上下方向に相当する調整方向Ｊ，Ｋに変位させるようになっている。そして、このステアリング機構５０は、図示しない制御部に接続されており、その制御部により、前記したベルトホーム検知装置３７とベルトウォーク検知装置３８において得られる中間転写ベルト２１のホームマーク検知情報とベルトエッジ検知情報とに基づくベルト２１のウォーク（蛇行）量が算出された後、そのウォーク量からステアリング機構５０のステアリング量（角度±α）が求められ、もって、そのステアリング角度±αに応じてモータ５６が作動させられるようになっている。
【００３８】
このようにステアリング機構５０が作動することにより、図３や図４に示すように、モータ５６に取りつけられた偏心カム５７が角度±αに対応した角度±θだけ回転するため、その偏心カム５７に片側が支持されている駆動ロールユニット筐体５１、ひいては駆動ロール２３の一端側が調整方向Ｊ，Ｋのいずれかの方向に変位させられる。この結果、中間転写ベルト２１は駆動ロール２３の相対的に高い状態となる端部側にロール軸に沿って移動し、これにより中間転写ベルト２１の基準位置に戻されてそのベルト走行状態のずれ分が補正される。
【００３９】
この中間転写ベルト２１では、その駆動ロール２３をステアリング機構５０によりステアリングロールとしても兼用するようにしているため、例えばステアリング機構を別個独立して設ける場合に比べて、ベルト２１の高さ寸法Ｅを低く抑えることができるとともに、コストを抑えることもできる。
【００４０】
また、この中間転写ベルト２１では、図２等に示すように、中間転写ベルト２１の駆動ロール（ステアリングロール）２３とのラップ角γが大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロール２３の回転動力が中間転写ベルト２１に正確に伝達され、中間転写ベルト２１が正確にかつ安定して回転するようになり、これにより、複数の感光ドラム１１から中間転写ベルト２１に重ね合わせるように多重転写されるトナー像の位置合わせも良好に行われるようになる。しかも、そのラップ角γが大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルト２１の変位が機敏になされるようになってそのベルトの走行ずれの補正感度が良好となり、これにより中間転写ベルト２１がその回転方向Ｂと直行する方向にずれることなく正常に回転するようになるため、このことによっても前記したような多重転写されるトナー像の位置合わせが良好に行われるようになる。
【００４１】
さらに、この中間転写ベルト２１では、第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５が各作像ユニット１０の感光ドラム１１が当接する中間転写ベルト２１のベルト面２１ａを挟みこむような状態で配設されており、これにより上記ベルト面２１ａが確定されるようになっている。この結果、例えば上記したステアリング動作により駆動ロール２３の一端側が調整方向Ｊ，Ｋのいずれかの方向に変位した場合であっても、図４ｂに示すように、その駆動ロール２３の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）はバックアップロール２２との間及び第１アイドラロール２４との間で吸収されてしまい、このため、特に第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５の間で確定される上記ベルト面２１ａが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件（感光ドラム１１と中間転写ベルト２１との当接状態等）がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４２】
さらに、この中間転写機構２０におけるテンションロール２６は、図５ａに示すように、従来公知のスプリング部材等を用いて構成される張力付与機構６０により中間転写ベルト２１にその内周面側から矢印Ｍ方向にむけて所定の張力を付与し続ける支持構造になっている。しかも、このテンションロール２６は、中間転写ベルト２１のたわみ具合を調整するため、図５ｂに示すように、そのロール本体２６ａが固着されたロール軸２６ｂの一端側が前記テンション付与機構６０の一方の支持アーム６１に対して球面軸受６３によって回転自在かつ傾動可能に支持されているとともに、そのロール軸２６ｂの他端側がテンション付与機構６０の他方の支持アーム６２に対して軸受６４によって回転自在かつ矢印Ｍ，Ｎ方向に変位可能に支持されている。
【００４３】
このテンションロール２６の変位機構は、基本的に前記ステアリング機構５０とほぼ同じ構成からなるものであり、図５ｂに示すようにステッピングモータ等の張力補正用モータ６５と、そのモータ６５の出力軸６５ａに取り付けられた偏心カム６６と、この偏心カム６６が当接するようにロール軸２６ｂに取り付けられたカムフロワー６７とを備えている。そして、ステアリング機構５０の場合とほぼ同様に、偏心カム６６が基準位置Ｘ0（θ＝０°）から±方向に角度θだけ回転することにより（図３ｃ参照）一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけロール軸２６ｂ、ひいてはテンションロール２６をたわみ調整方向Ｍ，Ｎに変位させるようになっている。
【００４４】
このようなテンションロール２６は、中間転写ベルト２に所定の張力が付与して複数のロール間で弛みがなく均一に張架されるようになっているととともに、その矢印Ｍ，Ｎ方向に変位することにより中間転写ベルト２１の内周面への押圧力を加減してベルトのたわみ具合を調整するようになっている。なお、このテンションロール２６には、中間転写ベルト２１の蛇行走行を抑制するためのベルト端部規制機構７０が取り付けられている。このベルト端部規制機構７０は、ベルト端部が当接して端部位置を規制するようにロール軸２６ｂに遊嵌されるドーナツ円板状の規制板７１と、この規制板７１をロール軸２６ｂの軸方向に容易かつ弾性的に変位移動させ得るように支持するため、一端が規制板７１に固着されその他端が支持アーム６１に固着されたスプリング７２とで構成されている。符号７３は、規制板７１を最大移動許容位置で止めるためのストッパーである。
【００４５】
この中間転写機構２０では、３つの補助ロール２４〜２６のうちでバックアップロール２２寄りの端部側に配設された補助ロール２６を上記したようなテンションロールとして構成しているため（図２）、そのロール２６による張力の補正動作（矢印Ｍ，Ｎ方向への変位動作）がなされた場合であっても、図６に示すように、そのテンションロール２６の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）は第２アイドラロール２５との間及びプレロール２７（このロール２７がない場合にはバックアップロール２２）との間で吸収されてしまい、このため、特に第１アイドラロール２４と第２アイドラロール２５の間で確定される感光ドラム１１が当接する前記ベルト面２１ａが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４６】
そして、この中間転写機構２０では、前述したようにテンションロール２６とバックアップロール２２との間にプレロール２７を設けていることにより、図７に示すように、中間転写ベルト２１の二次転写部への進入角δ（記録シートＰの二次転写部への進入ラインに対する所要の角度）が確定される。これにより、例えばテンションロール２６の前記したようなたわみ調整時の動作が行われたとしても、同図に示すようにそのテンションロール２６の変位に伴なう中間転写ベルト２１の変位（点線で示す状態）はプレロール２７との間で吸収されてしまい、このため、プレロール２７を通過して二次転写部に進入する中間転写ベルト２１はそのテンションロール２６の変位による影響を受けることなく常に一定の状態に保たれる。この結果、二次転写部の状況（進入角δ）が一定するため、前記した二次転写が良好にかつ安定して行われるようになる。
【００４７】
この実施形態１の画像形成装置によれば、中間転写機構２０を設けたことによる装置高さの増加分がきわめて少なくなり、中間転写方式を採用するにもかかわらず装置高さを低くすることが可能である。また、中間転写機構２０では中間転写ベルト２０の走行ずれの補正やたわみ具合の調整が行われて弛みのない安定した回転が確保されるとともに、その補正動作や調整動作による中間転写ベルト２１における感光ドラム１１との当接ベルト面の変動が発生しないため、フルカラー画像を形成する場合であっても、中間転写ベルト２１の走行状態の悪さに起因した色ずれや色むら等の画質欠陥のない高品位のカラー画像が得られる。
【００４８】
［実施の形態２］
図８は、本発明の第２の実施形態における中間転写機構２０を示すものである。この実施形態２の画像形成装置は、実施の形態１における中間転写機構２０の補助ロールとして第１アイドラロール２４とテンションロール２８の２つを設け、そのテンションロール２８をロール２４との間で支持するベルト面（感光ドラム１１が当接するベルト面）２１ａと同一の位置関係にある基準面Ｓ（二点鎖線）内で矢印Ｑ，Ｒ方向に変位させるように構成した以外は、実施形態１に係る画像形成装置と同じ構成からなるものである。
【００４９】
この中間転写機構２０におけるテンションロール２８の変位機構は、基本的に実施形態１の構成（図５ｂ）と同じものを採用することができ、唯一その変位方向が矢印Ｑ，Ｒ方向となるように変更すればよい。また、このテンションロール２８は実施形態１のテンションロール２６と同様に張力付与機構６０により支持されており、これにより中間転写ベルト２１に所定の張力を付与し続けるようになっている。
【００５０】
そして、この実施形態２における中間転写機構２０では、図８に示すように、そのテンションロール２８が上記基準面Ｓに沿う矢印Ｑ，Ｒ方向に変位することにより中間転写ベルト２１のたわみが調整される。また、このたわみ調整時において、テンションロール２８は基準面Ｓ内で変位するため、かかるロールの変位に伴なって感光ドラム１１の当接するベルト面２１ａが上下方向等に変位することがなく、そのテンションロール２８と第１アイドラロール２４の間に支持された状態で一定に保たれる。これにより、複数の感光ドラム１１における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
【００５１】
また、テンションロール２８がたわみ調整時に矢印Ｑ，Ｒ方向に変位した場合であっても、図９に示すように、そのテンションロール２８と二次転写用バックアップロール２２との間に、実施の形態１の場合と同様のプレロール２７が配設されていれば、中間転写ベルト２１の二次転写部への進入角δは一定に保たれ、安定した二次転写が確保される。
【００５２】
［他の実施の形態］
実施の形態１〜２では、中間転写ベルト２１のたわみを調整し得るテンションロール２６、２８として、バックアップロール２２側の端側に配設された補助ロールを使用した場合について例示したが、駆動ロール２２側の端部に配設された補助ロール（２４）をそのテンションロールとして使用するようにしてもよい。ただし、テンションロールのたわみ調整時の動作により、一次転写部における中間転写ベルト２１の回転速度の変動を確実に回避できる観点からは、実施の形態１〜２のごとく、バックアップロール２２側の端側に配設された補助ロールをテンションロールとして使用するように構成することが望ましい。
【００５３】
【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、前述したように中間転写ベルトを主要なロール等により細長く扁平状となるように張架した状態で装置本体内にほぼ水平状態に配設しているので、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分を極力少なくすることができる。この結果、中間転写方式を採用する画像形成装置であるにもかかわらず、その装置全体の高さの低減化を図ることが可能となる。また、この中間転写ベルトは上記したように扁平状態に張架していることや、そのベルトに補助ロールや機能ロールを適宜配設していることにより、きわめて安定して回転するため、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく良好な中間転写動作が実行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施形態１に係る画像形成装置を示す概要図。
【図２】 実施形態１における中間転写機構の要部を示す概要図。
【図３】 （ａ）は駆動ロールとステアリング機構の構成を示す要部側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は偏心カム機構の要部を示す説明図。
【図４】 （ａ）は駆動ロールのステアリング動作の状態を示す要部斜視図、（ｂ）はそのステアリング動作時における中間転写ベルトの挙動状態を示す説明図。
【図５】 （ａ）はテンションロールの張力付与機構を示す概略図、（ｂ）はテンションロールの変位機構を示す要部断面図。
【図６】 テンションロールのたわみ調整動作時における中間転写ベルトの挙動状態を示す説明図。
【図７】 プレロールの機能を示す要部説明図。
【図８】 実施形態２における中間転写機構の要部を概要図。
【図９】 図７の中間転写機構におけるプレロールの機能を示す要部説明図。
【図１０】 （ａ）は従来の中間転写ドラムを用いた画像形成装置の代表例を示す概略図、（ｂ）は従来の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の代表例を示す概略図。
【図１１】 従来の中間転写ベルトを用いた画像形成装置の他例を示す概略図。
【符号の説明】
１…装置本体、１１…感光ドラム（像担持体）、２１…中間転写ベルト、２１ａ…感光ドラムが当接するベルト面、２２…バックアップロール（主要なロール）、２３…駆動ロール及びステアリングロール（主要なロール）、２４，２５…アイドラロール（補助ロール）、２６、２８…テンションロール（補助ロール）、２７…プレロール、Ｐ…記録シート（被転写材）、Ｓ…基準面、Ｈ…ベルト全体の高さ方向の寸法、δ…ベルト進入角。
Claims (2)
- 少なくとも２本の主要なロールに張架させて一定の方向に回転させる無端状の中間転写ベルトを備え、その中間転写ベルトに像担持体で形成するトナー像を一次転写させた後に当該トナー像を被転写材に二次転写させることにより画像を形成する装置であって、
前記中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内でほぼ水平な状態となるように設置し、
かつ、前記２本の主要なロールの一方を二次転写用バックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成し、
かつ、前記二次転写バックアップロールではない他方の主要なロールを、前記中間転写ベルトに回転動力を伝達する駆動ロールとして使用すると同時にそのロール全体を変位させて当該中間転写ベルトの回転方向と直交する方向への走行ずれを補正するステアリングロールとして使用し、
かつ、前記駆動ロールと前記二次転写用バックアップロールとの間に、前記中間転写ベルトをその内周面側から支持して前記像担持体が当接するベルト面を確定する少なくとも２本の補助ロールを配設し、
かつ、前記少なくとも２本の補助ロールのうちで両端側に配設される一方の補助ロールを、前記中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを前記像担持体が当接するベルト面と平行な面内で変位させて当該中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１に記載の装置において、
前記二次転写用バックアップロールと、そのバックアップロール側となる端側に配設されて前記中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用される前記補助ロールとの間に、当該中間転写ベルトをその内周面側から支持して二次転写部へのベルト進入角を確定するプレロールを配設することを特徴とする画像形成装置。
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