JP4285207B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，コピー機，プリンタ等の画像形成装置に関する。さらに詳細には，複数のローラによって回動される無端ベルトを有する画像形成装置に関するものである。

従来より，複数のローラによって張架された中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置がある。このような画像形成装置では，各色のトナー像がその中間転写ベルト上で重ねられ，用紙に２次転写され定着されることによってカラー画像が形成される。このような画像形成装置では，その中間転写ベルトは，必要に応じて適切なテンションが加えられるとともに，転写時には，感光体あるいは転写ローラ等に対して所定の長さあるいは角度範囲の巻き付け量で巻き付けられることが必要となる（例えば，特許文献１参照。）。

特に，４サイクル方式のカラー画像形成装置では，中間転写ベルトの１サイクルごとに異なる色のトナー像が重ねられ，４サイクルによって１つのカラートナー像となる。そのため，中間転写ベルトをクリーニングするクリーナブレードや二次転写ローラは，中間転写ベルトに常時圧接されるものでなく，タイミングを合わせて圧接させたり離間させたりする必要がある。このため，中間転写ベルトに適切なテンションを加えたり，感光体への所定の巻き付け量を与えるための構成は，タンデム方式の画像形成装置に比較してより複雑なものとなっている（例えば，特許文献２参照。）。

従来，一般的な４サイクル方式のカラー画像形成装置では，図７に示すように，中間転写ベルトを張架し駆動するための５本のローラが用いられている。中間転写ベルト１０１は，ベルト駆動ローラ１０２によって回動される。また，適宜なタイミングでベルトクリーナ１０３によってクリーニングされる。また，巻き付けローラ１０４と１次転写ローラ１０５によって，所定の巻き付け角θで感光体１０６に巻き付けられる。中間転写ベルト１０１上に１つの画像用のトナー像が形成され終わると，２次転写ローラ１０７と２次転写対向ローラ１０８との間に用紙１０９を搬送し，用紙１０９への２次転写が行われる。また，テンションローラ１１０は，図中矢印方向へ移動することによって，中間転写ベルト１０１に適切なテンションを与える。
特開２００３−９１１７４号公報（第４−５頁，第１図） 特開２００１−９２２７１号公報（第１−３図）

しかしながら，前記した従来の画像形成装置では，１つの中間転写ベルト１０１を張架し適切に駆動するために，５本ものローラが必要とされていた。それに対し，このローラの数を減らして，構成をより簡素にしたいという要望があった。そこで，まず考えられるのが，テンションローラ１１０の働きを，ベルト駆動ローラ１０２あるいは従動ローラである二次転写対向ローラ１０８に兼ねさせることである。すなわち，中間転写ベルト１０１を張架する図中左右方向の距離を変更して，テンションを調整する方法である。一般に，タンデム方式の画像形成装置では，この方法が採られている。

しかしながら，上記したように４サイクル方式では，クリーナブレード１０３や二次転写ローラ１０７を接離する必要がある。さらに，これらの中間転写ベルト１０１への圧接力も，それぞれ適切な値となるように調整されている。そのため，ベルト駆動ローラ１０２あるいは二次転写対向ローラ１０８を可動とする場合には，それに付随してクリーナブレード１０３あるいは二次転写ローラ１０７の移動構成をも変更しなくてはならない。このような変更は，ローラの数を減少させるという簡素化以上に，装置構成が複雑化されてしまうという問題点があった。

本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，感光体ドラムと，外面で感光体ドラムに接触しつつ走行する無端ベルトと，無端ベルトを支持して走行させる第１ローラおよび第２ローラとを有し，感光体ドラム上に形成したトナー像を無端ベルト上に転写する画像形成装置において，無端ベルトの内側に位置し，無端ベルトを挟んで感光体ドラムと対向する圧接ローラを有し，圧接ローラは，その回転軸に垂直な方向に移動して無端ベルトを感光体ドラムに押しつけるものである。

本発明によれば，無端ベルトは，第１ローラおよび第２ローラとによって支持され，感光体ドラムに接触しつつ走行される。この無端ベルトが例えば転写ベルトであれば，感光体ドラム上に形成されたトナー像が無端ベルト上に転写される。またあるいは，無端ベルトが用紙担持ベルトであれば，そのベルト上に担持された用紙にトナー像が転写される。本発明ではさらに圧接ローラを有し，圧接ローラの移動により無端ベルトが感光体ドラムに押しつけられるので，無端ベルトは適切なテンションに保持されつつ感光体ドラムに巻き付けられる。すなわち，他のローラの機能を損なうことなく，巻き付けローラとテンションローラとの機能をともに圧接ローラに持たせることができる。これにより，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置となっている。

さらに本発明では，感光体ドラムの中心軸を中心として回動するアーム部材を有し，圧接ローラの回転軸は，アーム部材に取り付けられている。
このため，圧接ローラの回転軸は，感光体ドラムの中心軸を中心として回動する。従って，この圧接ローラによれば，感光体ドラムに沿って無端ベルトが巻き付けられるとともに，その巻き付け量によって無端ベルトのテンションが調節される。

さらに本発明では，圧接ローラと感光体ドラムとの間に挟持されるとともに無端ベルトの幅方向外側に位置するコロ部材を有することが望ましい。
このようなものであれば，コロ部材によって，感光体ドラムの回動と，圧接ローラ自体やアーム部材の回動とが互いに独立なものとされる。従って，アーム部材の回動の制御が容易となる。ここで，コロ部材は無端ベルトの幅方向外側に位置される。すなわち，このコロ部材が設けられる位置は，圧接ローラあるいは感光体ドラムの幅方向端部であり転写に関わらない部分である。それゆえ，感光体ドラムのうちコロ部材が接する部分には，感光層は設けられていなくてもよい。

あるいは本発明は，［０００８］に記載したものであってさらに，圧接ローラの移動方向は，無端ベルトのうち圧接ローラと感光体ドラムとの間に張られている部分と平行であることとしたものでもよい。
このようにすれば，無端ベルトのうち感光体ドラムに巻き付けられている部分の長さあるいは角度は一定である。従って，感光体ドラムから無端ベルトへの転写効率は安定したものとなる。

さらに本発明では，圧接ローラは，無端ベルトの走行方向下流側へ移動することにより無端ベルトを感光体ドラムに押しつけるものであるとともに，感光体ドラム上のトナー像を無端ベルト上に転写させる転写給電部材を兼ねることが望ましい。
このようにすれば，圧接ローラとして転写ローラを兼用したものとできるので，さらにローラの数を減らすことができ，構成を簡素化できる。ここで一般に，転写ローラは，感光体ドラムに対して無端ベルトの下流側に配置される。従って，圧接ローラが，感光体ドラムに対して無端ベルトの下流側に配置され，無端ベルトの走行方向下流側へ移動されれば，圧接ローラによって転写給電部材を兼ねつつ，無端ベルトのテンションの調整が可能となる。

さらに本発明では，圧接ローラとは別に，感光体ドラム上のトナー像を無端ベルト上に転写させる転写給電部材を有し，圧接ローラは，無端ベルトの走行方向上流側へ移動することにより無端ベルトを感光体ドラムに押しつけるものであることが望ましい。
このようにすれば，圧接ローラとは別に有する転写給電部材として，無端ベルトに非接触のものを使用することができる。この場合は一般に，転写給電部材が感光体ドラムに対して無端ベルトの下流側に配置される。そこで，圧接ローラが，感光体ドラムに対して無端ベルトの上流側に配置され，無端ベルトの走行方向上流側に移動されれば，転写給電部材に影響を与えることなく無端ベルトのテンションの調整が可能となる。

本発明の画像形成装置によれば，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置となっている。

「第１の形態」
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，４サイクル方式のカラー画像形成装置に本発明を適用したものである。

４サイクル方式の画像形成装置１は，図１に示すように，感光体ドラム２を中心として，その周囲に帯電装置３，露光装置４，現像装置５，転写装置６が配置されている。さらに，用紙７が供給されて，その用紙７に画像が形成される。帯電装置３は，感光体ドラム２を一様に帯電させる。露光装置４は，感光体ドラム２を露光し，静電潜像を形成する。現像装置５は，回転されることによって各色の現像ローラ５Ｃ，５Ｍ，５Ｙ，５Ｋが順次感光体ドラム２に対向され，その色のトナー像を感光体ドラム２に形成する。これらは，いずれも一般的な構成である。

転写装置６は，図１と図２とに示すように，中間転写ベルト１０及びその周辺に設けられたベルト駆動ローラ１１，２次転写対向ローラ１２，１次転写ローラ１３，ベルトクリーナ１４，２次転写ローラ１５を有している。中間転写ベルト１０は，ベルト駆動ローラ１１，２次転写対向ローラ１２，１次転写ローラ１３の３つのローラによって回動可能に保持されている。そして，ベルト駆動ローラ１１はベルトクリーナ１４と，２次対向転写ローラ１２は２次転写ローラ１５と，それぞれ中間転写ベルト１０を挟んで対向している。このベルトクリーナ１４のクリーナブレードや２次転写ローラ１５は必要に応じて中間転写ベルト１０に接離するために，それぞれ図２中矢印で示したように移動可能にされている。これらの移動のための構成は，従来のものと同様である。

１次転写ローラ１３は，図３に示すように，その両端部にコロ１６が設けられている。また，一次転写ローラ１３の回転軸の一端は，感光体ドラム２の軸とアーム１７によって接続されている。コロ１６は，１次転写ローラ１３自体の回転軸周りの回転と，１次転写ローラ１３の回転軸の感光体ドラム２に対する回転とをいずれも許容するものである。アーム１７は，感光体ドラム２の軸を中心として回転され，１次転写ローラ１３の回転軸を感光体ドラム２と所定の距離を保って回転移動させるものである。なお，１次転写ローラ１３自体は，実際には中間転写ベルト１０とともに回転する。また，コロ１６は，感光体ドラム２の両端部に設けられていてもよい。

この画像形成装置１では，１次転写ローラ１３の回転軸の位置をアーム１７によって移動させることにより，中間転写ベルト１０にかかるテンションを変更することができる。すなわち，アーム１７を図２中ａ方向に回転させれば，中間転写ベルト１０のテンションが小さくなる。逆に，図２中ｂ方向に回転させれば，中間転写ベルト１０のテンションが大きくなるとともに，感光体ドラム２への中間転写ベルト１０の巻き付け量を増すことができる。これにより，中間転写ベルト１０のテンションを，アーム１７の回転によって調整することができる。

すなわち，本形態の画像形成装置１では，帯電装置３，露光装置４，現像装置５によって感光体ドラム２上に形成されたトナー像が，１次転写ローラ１３によって中間転写ベルト１０に１次転写される。このとき，アーム１７を回転させることにより，中間転写ベルト１０に１次転写に適したテンションを加えるとともに，感光体ドラム２への所定の巻き付け量を得ることができる。さらに，この１次転写ローラ１３は，感光体ドラム２との距離を一定に保って移動されるので，それらの表面間距離も一定であり，転写電流を安定的に供給することができる。従って，安定した１次転写効率が得られるので，ムラのない良好な画像を形成することができる。

ところで，本形態の画像形成装置１のように感光体ドラム２に対して中間転写ベルト１０の下流側に１次転写ローラ１３を配置すれば，転写効率が高い一方で，画像の位置再現性の精度において不利である。そこで，露光位置をズレに応じて補正する。例えば，中間転写ベルト１０上に複数のレジストパターンを作成し，光センサで読み取ることにより，ベルト搬送スピードのムラを検出しておく。このとき，実際の作像と同様のタイミングで，ベルトクリーナ１４や２次転写ローラ１５の接離も行うとよい。こうして，各色のズレ位置とズレ量を検出しておけば，露光タイミングを調整することによって画像印字位置のズレを補正することができる。

以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置１によれば，中間転写ベルト１０は，ベルト駆動ローラ１１，２次転写対向ローラ１２，１次転写ローラ１３の３つのローラによって保持されている。そして，１次転写ローラ１３はコロ１６によって感光体ドラム２と一定の距離に保たれ，アーム１７によってその軸位置が移動される。従って，中間転写ベルト１０のテンション調整と感光体ドラム２への巻き付けを，ともに１次転写ローラ１３によって行うことができる。これにより，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置１となっている。

「第２の形態」
以下，本発明を具体化した第２の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，第１の形態の画像形成装置と比較して，転写装置６の１次転写ローラ１３の構成が異なるのみであるので，それ以外の部分については同一の符号を付し，説明を省略する。

本形態の転写装置６は，図４に示すように，１次転写ローラ１３を直線的に移動可能にしたものである。その移動方向は，感光体ドラム２と１次転写ローラ１３との間にかけられている中間転写ベルト１０に平行な方向である。この移動のための構成は，一般的なものでよい。１次転写ローラ１３を図４中ｃ方向に移動させれば，中間転写ベルト１０のテンションが小さくなる。逆に図４中ｄ方向に移動させれば，中間転写ベルト１０のテンションが大きくなる。

このようにした場合は，感光体ドラム２に巻き付く中間転写ベルト１０の巻き付け角θは一定であり，巻き付け量も一定に保たれる。従って，安定した１次転写効率が得られるので，ムラのない良好な画像を形成することができる。

以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置においても，第１の形態と同様に，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置となっている。

「第３の形態」
以下，本発明を具体化した第３の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，第１の形態の画像形成装置と比較して，転写装置６の１次転写ローラ１３の構成が異なるのみであるので，それ以外の部分については同一の符号を付し，説明を省略する。

本形態の転写装置６は，図５に示すように，１次転写ローラ１３を感光体ドラム２に対して，中間転写ベルト１０の上流側に配置したものである。そして，図中矢印で示すように移動可能とする。この場合の移動方向は，第１の形態のようにコロ１６とアーム１７とを設けて感光体ドラム２と等距離での移動としてもよい。あるいは，第２の形態のように直線的な移動としてもよい。この形態の転写装置６は，感光体ドラム２より上流側に設けられているので，画像の位置再現性の精度において有利である。

以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置においても，第１の形態と同様に，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置となっている。

「第４の形態」
以下，本発明を具体化した第４の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，第１の形態の画像形成装置と比較して，転写装置６の１次転写ローラ１３の構成が異なるのみであるので，それ以外の部分については同一の符号を付し，説明を省略する。

本形態の転写装置６は，図６に示すように，１次転写部材として転写ブラシ１８あるいは転写フィルム等を用いたものである。このような転写部材を用いた場合は，１次転写ローラのように巻き付けローラやテンションローラの役割を兼ねさせることはできない。そこで，別に巻き付けテンションローラ１９を感光体ドラム２に対して中間転写ベルト１０の上流側に設ける。

さらに，この巻き付けテンションローラ１９を，図中矢印で示したように，そのローラと感光体ドラム２との間にかけられた中間転写ベルト１０と平行に移動可能とする。このようにすれば，この巻き付けテンションローラ１９によって，感光体ドラム２への巻き付け量を一定に保って，中間転写ベルト１０にかかるテンションの調整を行うことができる。すなわち，この形態では，巻き付けテンションローラ１９は中間転写ベルト１０にテンションを加える役割のみを果たし，転写は転写ブラシ１８あるいは転写フィルム等によって行われる。

以上詳細に説明したように，本形態の画像形成装置においても，第１の形態と同様に，４サイクル方式の画像形成装置であっても，中間転写ベルトを張架するローラの個数を減らして，構成を簡素化した画像形成装置となっている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，本発明は，中間転写ベルト１０に代えて用紙担持ベルトにテンションを加えるための構成としても利用できる。
また例えば，転写装置６以外の画像形成装置１の構成についてはいずれも例示であり，図示した構成や配置に限るものではない。

本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 第１の形態に係る転写装置を示す説明図である。 １次転写ローラの構成を示す説明図である。 第２の形態に係る転写装置を示す説明図である。 第３の形態に係る転写装置を示す説明図である。 第４の形態に係る転写装置を示す説明図である。 従来の転写装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 感光体ドラム
１０ 中間転写ベルト（無端ベルト）
１１ ベルト駆動ローラ（第１ローラ）
１２ ２次転写対向ローラ（第２ローラ）
１３ １次転写ローラ（圧接ローラ，転写給電部材）
１６ コロ（コロ部材）
１７ アーム（アーム部材）
１８ 転写ブラシ（転写給電部材）

Claims (5)

1. 感光体ドラムと，外面で前記感光体ドラムに接触しつつ走行する無端ベルトと，前記無端ベルトを支持して走行させる第１ローラおよび第２ローラとを有し，前記感光体ドラム上に形成したトナー像を前記無端ベルト上に転写する画像形成装置において，
   前記無端ベルトの内側に位置し，前記無端ベルトを挟んで前記感光体ドラムと対向する圧接ローラと，
   前記感光体ドラムの中心軸を中心として回動するアーム部材とを有し，
   前記圧接ローラは，その回転軸に垂直な方向に移動して前記無端ベルトを前記感光体ドラムに押しつけるものであり，
   前記圧接ローラの回転軸は，前記アーム部材に取り付けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載する画像形成装置において，
   前記圧接ローラと前記感光体ドラムとの間に挟持されるとともに前記無端ベルトの幅方向外側に位置するコロ部材を有することを特徴とする画像形成装置。
3. 感光体ドラムと，外面で前記感光体ドラムに接触しつつ走行する無端ベルトと，前記無端ベルトを支持して走行させる第１ローラおよび第２ローラとを有し，前記感光体ドラム上に形成したトナー像を前記無端ベルト上に転写する画像形成装置において，
   前記無端ベルトの内側に位置し，前記無端ベルトを挟んで前記感光体ドラムと対向する圧接ローラを有し，
   前記圧接ローラは，その回転軸に垂直な方向に移動して前記無端ベルトを前記感光体ドラムに押しつけるものであり，
   前記圧接ローラの移動方向は，
   前記無端ベルトのうち前記圧接ローラと前記感光体ドラムとの間に張られている部分と平行であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載する画像形成装置において，
   前記圧接ローラは，
   前記無端ベルトの走行方向下流側へ移動することにより前記無端ベルトを前記感光体ドラムに押しつけるものであるとともに，
   前記感光体ドラム上のトナー像を前記無端ベルト上に転写させる転写給電部材を兼ねることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載する画像形成装置において，
   前記圧接ローラとは別に，前記感光体ドラム上のトナー像を前記無端ベルト上に転写させる転写給電部材を有し，
   前記圧接ローラは，前記無端ベルトの走行方向上流側へ移動することにより前記無端ベルトを前記感光体ドラムに押しつけるものであることを特徴とする画像形成装置。

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