JP4368291B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像形成装置に係り、特に、画像形成方法に電子写真方式を採用した複写機、プリンタ及びファクシミリ等の画像形成装置において、像担持体上に形成された現像剤像を転写材上に転写するカラー画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置において、カラー化が一般的になりつつあり、カラー画像形成装置の開発が進むに連れて、カラー画像形成装置が採用されることが多くなっている。また、印字処理速度についても高速化が望まれている。

上記のような開発において、カラー画像形成装置は、装置のコンパクト化やカラー印字の高速化に対応するために、中間転写体を用いて、各色相に色分解された画像情報を複数のプロセス印刷ユニットにより中間転写体上に積層することで現像剤像を形成し（１次転写）、積層形成された現像剤像を搬送された記録用紙に一括転写（２次転写）することで記録用紙上にカラー画像情報を印字するように構成された間接転写方式のカラー画像形成装置が多く提案されている。

このようなカラー画像形成装置において、記録用紙上にカラー画像情報を定着させるための定着装置１２７として、図６に示すような、ヒータランプ１２７ａ１，１２７ａ２を内蔵した加熱ローラ１２７ａと加圧ローラ１２７ｂとによる熱定着方式を採用したものが知られている。

熱定着方式による定着装置では、未定着現像剤が転写された記録用紙が加熱ローラ１２７ａと加圧ローラ１２７ｂの圧接部（ニップ部）Ｌ１３を通過する時に熱の授受が行われ、記録用紙上の未定着現像剤が溶融して記録用紙に定着される。

しかしながら、上述した熱定着方式によると、高速化にともない記録用紙上に積層されたカラー現像剤の定着性能が低下するという問題が生じる。

すなわち、加熱ローラ１２７ａと加圧ローラ１２７ｂとによるニップ部Ｌ１３は、通常５〜８ｍｍ位の領域しかなく、通過する記録用紙の搬送速度が速い装置や、複数の色相の現像剤が積層されたカラー画像などでは、未定着現像剤への熱の授受が不足して定着性能が低下してしまう。

そこで、このような問題点を解決するため、熱定着方式の１手法として、加熱ローラと加圧用のベルト（以下、加圧ベルトと称する。）を用いて、加熱ローラに加圧ベルトを巻きつけることによりワイドニップを形成することで上記問題点の解決を図る手法が提案されている（特許文献１を参照）。
特開平０２−２１０４８０号公報

しかしながら、上記提案で用いられる方式では、加圧ベルトは、搬送されることにより加熱ローラや架橋する複数のローラに対し蛇行をするという問題が新たに生じる。そこで、上記提案では、蛇行修正ローラを用いてこの問題を解消するようにしている。

また、通常、無端状の加圧ベルトの蛇行防止手法としては、（１）加圧ベルトの両端部に複数の開口部を配置し、加圧ベルトを架橋するローラの内の１本に前記開口部に対応する突起を配置する事で加圧ベルトの蛇行を防止する方式や、（２）加圧ベルトの両端部に加圧ベルトと同一材料で他の部分に比較し肉厚部分を形成し、肉厚部分をストップ部材として蛇行する加圧ベルトの蛇行を停止させる方式、さらに、図７，図８に示すように、（３）加圧ベルト３７１の両端部に加圧ベルトとは異なった樹脂部分（シリコンゴム等々）を貼り付けて加圧ベルトの周長全体に渡りストップ部材３７６を設けて加圧ベルト３７１の蛇行を規制する方式等が一般的に用いられている。
図中の符号３７２は加圧ベルト搬送用ローラ、３７２ａは加圧ベルト搬送用ローラのシャフト軸、３０１ａは筐体（装置フレーム）である。

しかしながら、上述したような従来の方式では、加圧ベルト自体が熱履歴を受けない状態では有効であるが、定着装置のように直接熱影響を受ける所に用いる場合には、新たな問題が生じる。

すなわち、加熱ローラは、概ね１８０〜２００℃の温度で記録用紙上の未定着現像剤を定着するため、加圧ベルトは必然的に熱履歴として常温と２００℃近傍の熱履歴を受け、（１）の方式では、開口部の膨張／収縮によって加圧ベルトに亀裂が発生してしまうという問題が生じる。

また、（２）の方式では、同一材質であっても肉厚が異なるため、端部の膨張量と中央部の膨張量が異なり（１）と同様の現象を招来する。

また、（３）の方式では、加圧ベルト３７１の膨張率と加圧ベルト３７１に貼り付けられたストップ部材３７６の膨張率とが同一とはならないために、加圧ベルト３７１とストップ部材３７６との界面で剥離が生じるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、カラー画像形成装置において、加圧ベルトを用いた定着装置の加圧ベルトの蛇行を防止するとともに、加圧ベルトが熱履歴を受けても変形することなく安定した加圧ベルトの搬送を可能にしたカラー画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上述した課題を解決するための本発明に係るカラー画像形成装置の各構成は、次の通りである。

請求項１に記載したカラー画像形成装置は、画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像画像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記加圧ベルトは、巻回された状態で加圧ベルトの裏面のベルト幅方向両端部に、裏面より突出した複数の突出体を加圧ベルトの全周に渡り所定の間隙を有して連続的に設け、
前記突出体は、前記突出体同士が隣接する端面が、前記加圧ベルトの搬送方向に対して傾斜して形成されるとともに、前記突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大径のローラの外周長より長く形成されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載したカラー画像形成装置は、画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像画像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、
前記加圧ベルトは、巻回された状態で加圧ベルトの裏面のベルト幅方向両端部に、裏面より突出した複数の突出体を加圧ベルトの全周に渡り所定の間隙を有して連続的に設け、
前記突出体は、前記突出体同士が隣接する端面が、前記加圧ベルトの搬送方向に対して傾斜して形成されるとともに、突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、前記加圧ベルトの加熱ローラとの接触部の長さよりも長く形成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載したカラー画像形成装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、前記突出体を、隣接する突出体同士の間隙が、少なくとも前記加圧ベルトの熱影響による加圧ベルトの膨張と該突出体の熱影響による膨張によって突出体同士が接する状態とならない（熱膨張率である）ようにしたことを特徴とするものである。

請求項４に記載したカラー画像形成装置は、請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載した構成に加えて、前記突出体を、隣接する突出体の端面同士が、略平行に配置されるようにしたことを特徴とするものである。

請求項５に記載したカラー画像形成装置は、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記突出体を、前記加圧ベルトの裏側からの突出量が、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中でローラの外周から該ローラのシャフト軸の外周までの距離が最も短い距離よりも少なくするようにしたことを特徴とするものである。

請求項６に記載したカラー画像形成装置は、請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記突出体を、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大幅のローラよりもベルト幅方向で広い間隔を有して配置することを特徴とするものである。

請求項１乃至６に記載した発明によれば、画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１ 次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２ 次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像画像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、前記加圧ベルトの構成として、巻回された状態で加圧ベルトの裏面のベルト幅方向両端部に、裏面より突出した複数の突出体を加圧ベルトの全周に渡り所定の間隙を有して連続的に設けたことで、加圧ベルトの蛇行を防止するとともに、加圧ベルトが熱履歴を受けても変形することなく安定した加圧ベルトの搬送を行うことができる。
また、請求項１に記載した発明によれば、前記突出体を、突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大径のローラの外周長より長く形成されるようにしたことで、加圧ベルトが架橋するローラを通過する際に、突出体が途切れることがないため、加圧ベルトをスムーズに搬送することができる。
また、請求項２に記載した発明によれば、前記突出体を、突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、前記加圧ベルトの加熱ローラとの接触部の長さよりも長く形成されるようにしたことで、加圧ベルトが加熱ローラを通過する際に、突出体が途切れることがないため、加圧ベルトをスムーズに搬送することができる。

また、請求項１〜６に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。

詳しくは、請求項３に記載した発明によれば、前記突出体を、隣接する突出体同士の間隙が、少なくとも前記加圧ベルトの熱影響による加圧ベルトの膨張と該突出体の熱影響による膨張によって突出体同士が接する状態とならない（ 熱膨張率である）ようにしたことで、加圧ベルトが加熱ローラから熱影響を受けても安定した加圧ベルトの搬送を行うことができる。

請求項４に記載した発明によれば、前記突出体を、隣接する突出体の端面同士が、略平行に配置されるようにしたことで、加圧ベルトが加熱ローラと接触する時に、隣接する突出体の端面同士が同時に変形するため、先の突出体の変形が終了する前に、次の突出体が変形し始めるため、突出体の変形による加圧ベルトへの作用が断続的にならずに連続的に行われるので、加圧ベルトの搬送をスムーズに行うことができる。

請求項５に記載したカラー画像形成装置によれば、前記突出体を、前記加圧ベルトの裏側からの突出量が、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中でローラの外周から該ローラのシャフト軸の外周までの距離が最も短い距離よりも少なくなるようにしたことで、加圧ベルトを搬送する際に、突出体が搬送ローラ等に干渉することなくスムーズに搬送することができる。

請求項６に記載したカラー画像形成装置によれは、前記突出体を、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大幅のローラよりもベルト幅方向で広い間隔を有して配置するようにしたことで、加圧ベルトを搬送中に、突出体がローラと干渉することなく加圧ベルトの蛇行を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図（後方からの断面視図）である。

本実施形態のカラー画像形成装置１は、図１に示すように、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤（以下、トナーと称する。）により形成される現像剤像（以下、トナー像と称する。）を担持する感光体ドラム２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）を備えた複数の画像形成手段を構成するプロセス印刷ユニット２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）と、複数のトナー像を積層して転写する１次転写手段を構成する中間転写体として無端の転写ベルト３１と、前記転写ベルト３１に積層転写されたトナー像を記録用紙に一括転写する２次転写手段を構成する転写ローラ３６と、加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１により記録用紙に転写されたトナー像を熱定着させる定着ユニット２７とを備えたものである。

ここで、本実施形態におけるカラー画像形成装置１とオペレータとの位置関係は、図１に示すカラー画像形成装置１の向こう側にオペレータが位置するようになっている。すなわち、カラー画像形成装置１の図示されない側面が操作側となり、図１における正面視の左右方向は、オペレータが操作側に向かう場合の左右方向とは逆になっている。
また、以下の説明中のフロント側（Ｆ側）はオペレータ側を示し、リア側（Ｒ側）はカラー画像形成装置１の後側、すなわち図１に図示された面側を示すものとする。

まず、カラー画像形成装置１の全体構成について説明する。
本実施形態に係るカラー画像形成装置１は、図１に示すように、画像情報を色分解して色相毎に画像を形成してカラー画像を出力するようにした、いわゆるデジタルカラープリンタであって、大略的に画像形成部１０８と給紙部１０９とにより構成され、外部に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示省略）からの印刷ジョブに基づいて多色画像又は単色画像を記録用紙上に形成するものである。

画像形成部１０８は、電子写真方式で、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色を用いて多色画像を形成するものであって、主に、露光ユニット１０、プロセス印刷ユニット２０、定着ユニット２７、転写ベルト３１を備える１次転写手段としての転写ベルトユニット３０、転写ローラ３６、転写ベルトクリーニングユニット３７とにより構成されている。

画像形成部１０８の概略構成は、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一端側の上部に定着ユニット２７を配置し、該定着ユニット２７の下方に筐体１ａの一端側から他端側に渡り転写ベルトユニット３０を配置するとともに、該転写ベルトユニット３０の下方にプロセス印刷ユニット２０を配置し、さらに該プロセス印刷ユニット２０の下方に露光ユニット１０を配置している。

また、転写ベルトユニット３０の他端側には転写ベルトクリーニングユニット３７が設けられている。さらに、画像形成部１０８の上部には定着ユニット２７に隣接して排紙トレイ４３が設けられている。そして、この画像形成部１０８の下側に給紙部１０９が構成されている。

本実施形態では、プロセス印刷ユニット２０として、ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応した４個のプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが転写ベルト３１に沿って順次設けられている。

転写ベルト３１上に転写されるトナー像の中で最初に転写される色相のプロセス印刷ユニット２０ａ、すなわち、転写ローラ３６から最も遠い位置に配置される色相のプロセス印刷ユニット２０ａは、黒色の色相のトナーを備え、転写ベルト３１上に最初に黒色のトナー像を形成するものである。

これらプロセス印刷ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、筐体１ａ内で略水平方向（図中の左右方向）に平行して並設され、各色毎に像担持体たる感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ、該感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを帯電させる帯電器２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、現像器２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、クリーナユニット２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ等をそれぞれ備えている。

ここで、各色毎に対応する構成要素に付したａ，ｂ，ｃ，ｄの記号は、それぞれブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色に対応するように記載したものであるが、以下の説明において、特定の色に対応する構成要素を指定して説明する場合を除き、各色に対して設けられている構成要素をまとめて、感光体ドラム２１、帯電器２２、現像器２３、クリーナユニット２４と記載するものとする。

感光体ドラム２１は、外周面の一部が転写ベルト３１の表面に接触するように配置されるとともに、ドラムの外周面に沿って電界発生部としての帯電器２２、現像器２３、及びクリーナユニット２４が近接配置されている。

帯電器２２は、ローラ型帯電器が用いられ、感光体ドラム２１を挟んで転写ベルトユニット３０が配置する位置と略反対側で感光体ドラム２１の外周面に接触するように配置されている。尚、本実施形態では帯電器２２としてローラ型帯電器を用いているが、ローラ型帯電器の代わりにブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器等を用いても良い。

現像器２３は、ブラック（Ｋ）、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の各色のトナーが各色ずつ現像器２３毎に収納されており、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器２２より下流側に配置されている。そして、該感光体ドラム２１の外周面に形成された静電潜像に各色のトナーを供給して顕像化するように構成されている。

クリーナユニット２４は、感光体ドラム回転方向で帯電器２２より上流側に配置されている。また、クリーナユニット２４は、クリーニングブレード２４１を備え、該クリーニングブレード２４１を感光体ドラム２１の外周面に沿って当接配置し、該感光体ドラム２１上の残留トナーを掻き取り回収するように構成されている。図中の符号２４２は回収したトナーを搬送する搬送スクリュである。

露光ユニット１０は、印刷用の画像データに基づいて各色毎に各々の感光体ドラム２１上にレーザ光を照射して静電潜像を生成させるものであって、主に、レーザ照射部１１ａを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１１、ポリゴンミラー１２、及び各色毎にレーザ光を反射する反射ミラー１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃとにより構成されている。

レーザ照射部１１ａから発せられたレーザ光は、ポリゴンミラー１２により色分解された後に反射ミラー１３ａ〜１３ｄ，１４ａ〜１４ｃで反射して、各色毎にそれぞれの感光体ドラム２１上に照射されるようになっている。

尚、レーザスキャニングユニット１１は、レーザ照射部１１ａの代わりにＥＬ（Electro Luminescence）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子をアレイ状に並べた書込ヘッドを用いる構成であっても良い。

転写ベルトユニット３０は、主に、転写ベルト３１、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとにより構成されている。

尚、以下の説明においては、中間転写ローラ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを総して用いる場合には中間転写ローラ３５と記載するものとする。

転写ベルト３１は、厚さ７５μｍ〜１２０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。転写ベルト３１の材質は、主にポリイミド、ポリカーボネイト、サーモプラスチックエラストマーアロイ等が用いられている。

また、転写ベルト３１は、その表面が感光体ドラム２１の外周面と接触するように、転写ベルト駆動ローラ３２、転写ベルト従動ローラ３３、転写ベルトテンション機構３４、中間転写ローラ３５により張架され、該転写ベルト駆動ローラ３２の駆動力により副走査方向（図中の矢印Ｂ方向）へ移動するように構成されている。

転写ベルト駆動ローラ３２は、筐体１ａの一端側に配置され、転写ベルト３１に駆動を掛けて該転写ベルト３１を搬送するとともに、転写ベルト３１と記録用紙とを重ね合わせた状態で転写ローラ３６とで挟み込んで圧接しながら記録用紙を搬送するように設けられている。

転写ベルト従動ローラ３３は、筐体１ａの他端側に配置され、転写ベルト駆動ローラ３２とともに転写ベルト３１を筐体１ａの一端側から他端側に渡り略水平に架設している。

中間転写ローラ３５は、転写ベルト駆動ローラ３２から転写ベルト従動ローラ３３に渡り巻回された転写ベルト３１の内側空間に配置されるとともに、軸心を感光体ドラム２１に対して図中左右方向に転写ベルト３１の移動方向下流側にずらした位置に配置され、転写ベルト３１の内側面を押圧して、前記転写ベルト３１の外側面が感光体ドラム２１の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けられている。

また、中間転写ローラ３５は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）軸を備え、その金属軸の外周面にＥＰＤＭ、発泡ウレタン等の導電性を有する弾性材が被覆されている。

このように構成された中間転写ローラ３５は、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を転写ベルト３１に転写するために高電圧の転写バイアス、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加され、弾性材により転写ベルト３１に対して均一的に高電圧を印加するようにされている。

上述の各感光体ドラム２１上で各色相に応じた顕像化されトナー像（静電像）が転写ベルト３１で積層され、装置に入力された画像情報となる。このように積層された画像情報は、転写ベルト３１の接触位置に配置される転写ローラ３６によって記録用紙に転写されるようになっている。

２次転写手段を構成する転写ローラ３６は、転写ベルト３１に転写された現像剤像を記録用紙に転写する２次転写手段を構成するものであって、転写ベルト駆動ローラ３２に対して略水平で平行に対向し、該転写ベルト駆動ローラ３２に巻回される転写ベルト３１に対して所定のニップで圧接するように配設され、該転写ベルト３１上に形成された多色トナー像を記録用紙上に転写させるための電圧、すなわち、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されるように構成されている。

また、転写ベルト３１と転写ローラ３６との間のニップを定常的に得るために、転写ベルト駆動ローラ３２又は転写ローラ３６の何れか一方のローラを金属等の硬質材料により構成し、他方のローラを弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成するようにしている。

転写ベルト駆動ローラ３２と転写ローラ３６の下方にはレジストローラ２６が設けられている。レジストローラ２６は、給紙部１０９から供給された記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合して転写ローラ３６側へ搬送するように構成されている。

また上記のように、感光体ドラム２１との接触により転写ベルト３１に付着したトナー、または転写ローラ３６によって記録用紙上に転写画行われずに転写ベルト３１残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去・回収されるように設定されている。

転写ベルトクリーニングユニット３７は、転写ベルト従動ローラ３３の近傍に設けられ、転写ベルト３１に当接（または摺接）するように配置したクリーニングブレード３７ａと、該クリーニングブレード３７ａにより転写ベルト３１上の残留トナーを掻き取ったトナー（廃トナー）を一旦収納するボックス状のトナー回収部３７ｂとを備え、転写ベルト３１上の残留トナーを掻き取り回収するようにされている。

また、転写ベルトクリーニングユニット３７は、プロセス印刷ユニット２０ａより転写ベルト３１の移動方向上流側で該プロセス印刷ユニット２０ａに近接して配置されている。また、転写ベルト３１のクリーニングブレード３７ａが外側面に接触する部分は、その内側面が転写ベルト従動ローラ３３で支持されている。

定着ユニット２７上方には搬送ローラ２７ｃが設けられ、記録用紙を定着ユニット２７の下方より搬入して、搬送ローラ２７ｃの上方に搬出するようにされている。

さらに、定着ユニット２７の上方には、搬送ローラ２７ｃに隣接して排紙ローラ２８が設けられ、搬送ローラ２７ｃから搬送された記録用紙を該排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に記録用紙を排紙するようにされている。

ここで、本実施形態に係る定着ユニット２７の構成について、図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係るカラー画像形成装置の定着ユニットの構成を示す説明図、図３は前記定着ユニットを構成する加圧ベルトユニットの加圧ベルトと加圧ベルト搬送用のローラとの位置関係を示す説明図、図４は前記加圧ベルトの構成を示すベルト裏面の平面図、図５は前記加圧ベルトが搬送ローラに巻回された状態を示す説明図である。

定着ユニット２７は、図２に示すように、主に、トナー像が転写された記録用紙を加熱するための加熱ローラ２７ａと、該記録用紙を加熱ローラ２７ａに押圧するための加圧ベルトユニット２７０とにより構成されている。

加熱ローラ２７ａ内には、ローラ本体を加熱するための熱源であるヒータランプ２７ａ１，２７ａ２が該加熱ローラ２７ａの軸線に沿って略平行に配置されている。

加圧ベルトユニット２７０は、図２に示すように、主に、加熱ローラ２７ａに記録用紙を押圧するための加圧ベルト２７１、該加圧ベルト２７１を搬送するための駆動ローラ２７２、ニップローラ２７３、アイドルローラ２７４およびテンションローラ２７５とにより構成されている。

加圧ベルト２７１は、図２〜図４に示すように、表裏面が平滑な無端の平ベルトであって、駆動ローラ２７２、ニップローラ２７３、アイドルローラ２７４およびテンションローラ２７５の各ローラに巻回される裏面２７１ａに、ベルト幅方向両端部に沿って、裏面２７１ａから内側に向かい突出した蛇行防止用ビード２７６が加圧ベルト２７１の全周に渡り設けられている。

蛇行防止用ビード２７６は、複数の突出体２７７を所定の間隙２７８を開けて連続的に配置して形成されている。

また、蛇行防止用ビード２７６は、加圧ベルト２７１を架橋する駆動ローラ２７２、ニップローラ２７３、アイドルローラ２７４およびテンションローラ２７５の中で最大幅のローラよりもベルト幅方向で広い間隔で配置され、加圧ベルト２７１をベルト幅方向でガイドして各ローラ上でローラ軸心に沿った方向にずれないように構成したものである。

突出体２７７は、図３、図４に示すように、ベルト搬送方向に長く形成され、加圧ベルト２７１の裏面２７１ａ側から先端側に向かい先細りの略台形状断面を有するともに、少なくともローラ端部に対向する側面２７７ａが外側に膨らんだ曲面で構成されている。

また、突出体２７７は、隣接する突出体２７７同士の間隙２７８が、加熱ローラ２７ａからの熱影響による加圧ベルト２７１の膨張量と、加熱された加圧ベルト２７１からの熱影響による突出体２７７の膨張量との差によって突出体２７７同士が当接しないように配置されている。

すなわち、加熱ローラ２７ａの熱影響により、加圧ベルト２７１が２００℃程になっても、突出体２７７が熱膨張により隣接する突出体２７７同士当接しないように間隙２７８をとって配置されている。

前記突出体２７７の突出体２７７同士が隣接する端面２７７ｂは、図４に示すように、加圧ベルト２７１の搬送方向（矢印Ａ１）に対して傾斜して形成されるとともに、隣接する突出体２７７の端面２７７ｂ，２７７ｂ同士が略平行に配置されている。

前記突出体２７７の端面２７７ｂの傾斜部２７７ｃは、図４，図５に示すように、その傾斜部２７７ｃの長さＬ１が加圧ベルト２７１を架橋する複数のローラの中で最大径のローラ（例えば、ニップローラ２７３）の外周長Ｌ２より長く形成されるとともに、図２に示すように、加圧ベルト２７１の加熱ローラ２７ａとの接触部の長さ（ニップ幅）Ｌ３よりも長く形成されている。

また、突出体２７７は、加圧ベルト２７１の裏面２７１ａ側からの突出量（高さ）を、加圧ベルト２７１を架橋する複数のローラの中でローラの外周から該ローラのシャフト軸の外周までの距離（ローラの肉厚部の寸法）が最も短い距離よりも少なく形成されている。

つまり、加圧ベルト２７１が搬送される際には、該加圧ベルト２７１の裏面２７１ａに形成された突出体２７７は、突出方向（高さ方向）で何とも干渉することなく加圧ベルト２７１とともに移動することができる。

駆動ローラ２７２は、加熱ローラ２７ａに当接または近接して配設され、該駆動ローラ２７２の回転により巻回された加圧ベルト２７１を搬送するものである。

ニップローラ２７３は、駆動ローラ２７２から所定の間隔をとって離間した位置で加熱ローラ２７ａに当接または近接して配設され、該駆動ローラ２７２とともに加圧ベルト２７１を加熱ローラ２７ａと対向する位置に架橋して、加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１によりワイドニップを形成するものである。

尚、このニップローラ２７３の設置位置を変えることで、加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１により形成されるニップ幅を変化させることができる。

アイドルローラ２７４は、ベルト搬送方向でニップローラ２７３より上流側に配置され、加圧ベルト２７１の搬送をガイドするとともに、該アイドルローラ２７４を移動させることで、加圧ベルト２７１の設置状態の調整（長さ調整）や着脱を行うようにしたものである。

テンションローラ２７５は、駆動ローラ２７２とアイドルローラ２７４との間に配置され、加圧ベルト２７１を外側に張り出して該加圧ベルト２７１のテンションを調整するものであって、加圧ベルト２７１を加熱ローラ２７ａに押し付ける圧力を調整するものである。

以上のように構成された加圧ベルトユニット２７０により、加熱ローラ２７ａに加圧ベルト２７１を押し付けることでワイドニップを形成するようにされている。

上述した定着ユニット２７によるトナー像の定着は、加熱ローラ２７ａの内部に設けられたヒータランプ２７ａ１，２７ａ２を温度検出器（図示省略）の検出値に基づいて制御して、加熱ローラ２７ａを所定の温度（定着温度）に保つとともに、トナー像が転写された記録用紙を加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１との間に挟み込んで回転搬送しながら加熱・加圧することで記録用紙上にトナー像を熱定着するようにされている。

また、定着ユニット２７に隣接して、両面印刷用の両面原稿搬送路Ｓ３が定着ユニット２７の後方から下方に向かい給紙部１０９付近まで構成され、その両面原稿搬送路Ｓ３上に上下方向で並設された搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより記録用紙を反転させた状態で、再び転写ローラ３６に向かい搬送するようになっている。

具体的には、搬送ローラ２９ａは定着ユニット２７の後方に配置され、搬送ローラ２９ｂは、上下方向で搬送ローラ２９ａの下方に位置するとともに、横方向でレジストローラ２６と略同じ位置に配置されている。

次に、給紙部１０９の構成について説明する。
給紙部１０９は、画像形成に使用する記録用紙を収容するための手差トレイ４１及び給紙カセット４２を備え、手差トレイ４１又は給紙カセット４２から記録用紙を一枚ずつ画像形成部１０８に供給するようにされている。

手差トレイ４１は、図１に示すように、カラー画像形成装置１の筐体１ａの一側端（図中で右側）に、使用時には外方に拡開され、未使用時には一側端に収納可能に設けられ、利用者が所望する種類の記録用紙を少数枚（必要とする枚数）だけ載置してカラー画像形成装置１の筐体１ａ内部に１枚ずつ取込むものである。

手差トレイ４１による記録用紙の給紙方向（図中の矢印Ｃ方向）下流側のカラー画像形成装置１の筐体１ａ内には、露光ユニット１０の下方にピックアップローラ４１ａが設けられ、さらに給紙方向下流側に搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが略水平に設けられている。

ピックアップローラ４１ａは、手差トレイ４１から給紙された記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に搬送するようになっている。

最下流側の搬送ローラ４１ｄは、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃよりも上方に設けられ、これにより記録用紙を上方に向かい搬送するようになっている。

前述したピックアップローラ４１ａ及び搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄによって記録用紙搬送路Ｓ１が構成されている。

一方、給紙カセット４２は、筐体１ａ内の画像形成部１０８及び露光ユニット１０の下側に設けられ、装置の仕様により規定されたサイズ、又は利用者が予め定めたサイズの記録用紙を大量に収容可能となっている。

給紙カセット４２の一端部（図中の左側端部）の上にはピックアップローラ４２ａが設けられ、該ピックアップローラ４２ａの記録用紙搬送方向（図中の矢印Ｄ方向）下流側で斜め上方には搬送ローラ４２ｂが設けられている。

ピックアップローラ４２ａは、給紙カセット４２にセットされた記録用紙の最上部にある記録用紙の一端部の表面と接触して、ローラの摩擦抵抗により一枚ずつ確実に繰り出して搬送するようになっている。

搬送ローラ４２ｂは、ピックアップローラ４２ａから繰り出された記録用紙を、筐体１ａ内の一端側に形成された記録用紙搬送路Ｓ２に沿って上方に向かい画像形成部１０８に搬送するようになっている。

次に、本実施形態のカラー画像形成装置１による画像出力について説明する。
カラー画像形成装置１は、給紙部１０９から供給される記録用紙上に感光体ドラム２１上のトナー像をいわゆる中間転写方式（オフセット方式）によって転写ベルト３１を介して記録用紙に転写するようにされている。

まず、帯電器２２により感光体ドラム２１の外周面を所定の電位に均一的に帯電する。
帯電された感光体ドラム２１に露光ユニット１０からレーザ光を照射することで、各色毎の感光体ドラム２１上に各色毎の静電潜像が生成される。

次に、現像器２３より感光体ドラム２１の外周面にトナーが供給されて、感光体ドラム２１の外周面に形成された静電潜像がトナーによりトナー像として顕像化される。

そして、感光体ドラム２１に生成したトナー像が転写ベルト３１に転写される。
感光体ドラム２１から転写ベルト３１へのトナー像の転写は、転写ベルト３１の裏側に接触配置された中間転写ローラ３５に高電圧を印加することにより行われる。

中間転写ローラ３５にトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧を印加することで、転写ベルト３１は、この中間転写ローラ３５により均一的に高電圧が印加されて逆極性（＋）となる。これにより、感光体ドラム２１上の帯電極性（−）のトナー像は、感光体ドラム２１が転写ベルト３１と回転接触する際に転写ベルト３１上に転写される。

各々の感光体ドラム２１に形成された各色のトナー像は、転写ベルト３１が移動しながら各々の感光体ドラム２１と回転接触するに従い順次に重ねて転写され、転写ベルト３１上にはカラーのトナー像が形成される。

このようにして、各色毎に感光体ドラム２１上でトナーにより顕像化された静電潜像は転写ベルト３１上で積層され、印刷用画像が多色トナー像として転写ベルト３１上に再現される。

そして、転写ベルト３１上に転写された多色トナー像は、転写ベルト３１が移動して記録用紙と該転写ベルト３１とが重なり合う位置で、転写ローラ３６によって転写ベルト３１から記録用紙上に転写される。

感光体ドラム２１と接触することで転写ベルト３１に付着したトナー、又は転写ローラ３６によって記録用紙上に転写が行われずに転写ベルト３１上に残留したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、転写ベルトクリーニングユニット３７によって除去および回収される。

次に、給紙部１０９による記録用紙の供給動作について説明する。
手差トレイ４１に載置された記録用紙を用いる場合は、操作パネル（図示省略）の指示により制御されたタイミングで、ピックアップローラ４１ａにより手差トレイ４１内から記録用紙が１枚ずつ装置内部に取り込まれる。

装置内部に取り込まれた記録用紙は、搬送ローラ４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにより記録用紙搬送路Ｓ１に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

一方、給紙カセット４２に収容された記録用紙を用いる場合は、ピックアップローラ４２ａにより給紙カセット４２内から記録用紙が１枚ずつ分離給送され、搬送ローラ４２ｂにより記録用紙搬送路Ｓ２に沿って画像形成部１０８へ搬送される。

手差トレイ４１又は給紙カセット４２から搬送された記録用紙は、レジストローラ２６により記録用紙の先端と転写ベルト３１上のトナー像の先端とを整合するタイミングで転写ローラ３６側へ搬送されて、転写ベルト３１上のトナー像が記録用紙上に転写される。

トナー像が転写された記録用紙は、略垂直に搬送されて定着ユニット２７に到達し、定着ユニット２７において、加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１とによりトナー像が記録用紙に熱定着される。

定着ユニット２７を通過した記録用紙は、片面印刷要求の場合、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上にフェイスダウンで排出される。

一方、両面印刷要求の場合は、排紙ローラ２８により記録用紙をチャックした後、該排紙ローラ２８を逆回転させて記録用紙を両面原稿搬送路Ｓ３へ導き、搬送ローラ２９ａ，２９ｂにより再度レジストローラ２６へ搬送する。

この時、記録用紙は、転写される面が反転するとともに搬送される前後方向が変わる。
つまり、最初の転写時にスタート側となる端部が裏面転写時にはエンド側となり、最初の転写時にエンド側となる端部が裏面転写時にはスタート側となる。

そして、記録用紙の裏面にトナー像を転写及び熱定着させた後、排紙ローラ２８により排紙トレイ４３上に排出される。
以上のように、記録用紙への転写動作が行われる。

ここで、本実施形態のカラー画像形成装置１の構成による１次転写時の転写状況について、装置構成に基づき詳細に説明する。

本実施形態では、１次転写を行うための構成として、図２に示すように、中間転写ローラ３５を、感光体ドラム２１に対して該中間転写ローラ３５の軸心を図中左右方向に転写ベルト３１の移動方向下流側にずらした位置に配置して、転写ベルト３１の内側面を押圧することで、転写ベルト３１の外側面が感光体ドラム２１の外周面の一部を巻回して所定のニップ量を得るように設けている。

上記のように中間転写ローラ３５を配置することで、転写ベルト３１は、感光体ドラム２１に対して広い範囲でニップ部を形成でき、さらに、該転写ベルト３１の張力により感光体ドラム２１に接触しているので、従来のように中間転写ローラ３５と感光体ドラム２１とにより挟持してニップを得るようにした構成と比較して、転写ベルト３１のニップ部に掛かる圧力を軽減するとともに圧力集中を避けることができる。

従って、１次転写時における転写ベルト３１の感光体ドラム２１と接触している部分の圧力変動による影響を少なくする事ができる。これにより、安定したトナー像の転写を実現できる。

次に、本実施形態の定着ユニットの構成による２次転写後の記録用紙へのトナー像の定着動作について、装置構成に基づき詳細に説明する。

本実施形態では、定着ユニット２７の構成として、図２に示すように、加熱ローラ２７ａと対向して加圧ベルトユニット２７０を配置し、該加圧ベルトユニット２７０の加圧ベルト２７１と加熱ローラ２７ａとにより記録用紙を挟み込んで該記録用紙上のトナー像を加熱・加圧することで記録用紙に定着するようにしている。

加圧ベルト２７１は、蛇行防止用ビード２７６によりベルト幅方向の両端部がガイドされて、駆動ローラ２７２、ニップローラ２７３、アイドルローラ２７４およびテンションローラ２７５の各部ローラ上でローラ軸心に沿った方向にずれることなく搬送される。

蛇行防止用ビード２７６は、別体で形成された複数の突出体２７７を所定の間隙２７８をとって連続的に配置して構成されているので、加圧ベルト２７１がローラ外周に沿って湾曲しながら搬送されても、蛇行防止用ビード２７６に生じる変形による歪は、短いピッチで個々の突出体２７７の変形動作が終了する毎に開放されるため、累積することなくベルト搬送動作をスムーズにできる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、加熱ローラ２７ａと加圧ベルト２７１とによりトナー定着を行う定着ユニット２７を備えたカラー画像形成装置１において、加圧ベルト２７１の裏面２７１ａに複数の突出体２７７により構成された蛇行防止用ビード２７６を設けたことで、加圧ベルト２７１の蛇行を防止するとともに、加圧ベルト２７１が加熱ローラ２７ａから熱履歴を受けても変形することなく安定したベルト搬送を可能にすることができる。

また、本実施形態によれば、突出体２７７を、突出体２７７同士が隣接する端面２７７ｂを斜めに形成するとともに、ベルト幅方向で一部が並設した状態に配置したので、加圧ベルト２７１がローラの外周に沿って変形する際に、加圧ベルト２７１とともに変形する突出体２７７の変形動作が終了する前に次の突出体２７７の変形動作が開始するため、突出体２７７の継ぎ目のショックを無くして、加圧ベルト２７１の挙動が大きく変化することなくベルト搬送を連続的にスムーズにできる。

さらに、突出体２７７は、その傾斜部２７７ｃの長さＬ１を加圧ベルト２７１を架橋する最大径のローラ（例えば、ニップローラ２７３）の外周長Ｌ２より長く形成するとともに、加圧ベルト２７１の加熱ローラ２７ａとの接触部の長さ（ニップ幅）Ｌ３よりも長く形成したことで、加圧ベルト２７１が搬送用のロールや加熱ローラ２７ａの外周面に沿って搬送される際に、各ローラを通過する際に、突出体２７７が途切れることがないため、加圧ベルト２７１をスムーズに搬送することができる。

また、本実施形態では、突出体２７７の形状を、加圧ベルト２７１の裏面２７１ａ側から先端側に向かい先細りの略台形状断面を有するともに、少なくともローラ端部に対向する側面２７７ａを外側に膨らんだ曲面で構成しているので、突出体２７７がローラ上に差し掛かる際に、突出体２７７の側面２７７ａがローラ端部に接触しても、乗り上げることなくローラの端面に沿って移動することができるので、加圧ベルト２７１を確実にガイドすることができる。

尚、突出体２７７の側面２７７ａの形状は、曲面でなくとも良く、裏面２７１ａ側から先端側に向かい傾斜面を形成するようにしたものであって、上述した効果と同様な効果が得られる。

また、本発明のカラー画像形成装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の構成に変更を加え得ることは勿論である。

また、本発明は、カラー画像形成装置を構成する画像形成手段、１次転写手段、２次転写手段等の構成に限定されるものではなく、定着装置に加圧ベルトを用いるものに適用されるものであるが、さらに、本発明に係る加圧ベルトをガイドするための蛇行防止体としての突出体を、加圧ベルトのみに限ることなく、その他の搬送ベルト等に発展させて用いることも容易であり、同様な効果が期待できる。

本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の全体の構成を示す説明図（後方からの断面視図）である。 前記カラー画像形成装置の定着ユニットの構成を示す説明図である。 前記定着ユニットを構成する加圧ベルトユニットの加圧ベルトと加圧ベルト搬送用のローラとの位置関係を示す説明図である。 前記加圧ベルトの構成を示すベルト裏面の平面図である。 前記加圧ベルトが搬送ローラに巻回された状態を示す説明図である。 従来の定着ユニットの構成を示す説明図である。 従来の前記定着ユニットを構成する加圧ベルトユニットの加圧ベルトと加圧ベルト搬送用のローラの構成を示す説明図である。 従来の加圧ベルトの構成を示すベルト裏面の平面図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ プロセス印刷ユニット（画像形成手段）
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２７ 定着ユニット（定着手段）
２７ａ 加熱ローラ
２７ａ１，２７ａ２ ヒータランプ
３０ 転写ベルトユニット（１次転写手段）
３１ 転写ベルト（中間転写体）
３６ 転写ローラ（２次転写手段）
２７０ 加圧ベルトユニット
２７１ 加圧ベルト
２７１ａ 裏面
２７２ 駆動ローラ
２７３ ニップローラ
２７４ アイドルローラ
２７５ テンションローラ
２７６ 蛇行防止用ビード
２７７ 突出体
２７７ａ 側面
２７７ｂ 端面
２７７ｃ 傾斜部
２７８ 間隙

Claims (6)

1. 画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像画像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、
   前記加圧ベルトは、巻回された状態で加圧ベルトの裏面のベルト幅方向両端部に、裏面より突出した複数の突出体を加圧ベルトの全周に渡り所定の間隙を有して連続的に設け、
   前記突出体は、前記突出体同士が隣接する端面が、前記加圧ベルトの搬送方向に対して傾斜して形成されるとともに、前記突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大径のローラの外周長より長く形成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 画像情報を複数の色相に色分解した後に画像処理を行い、色分解された画像情報に応じて各色相に合致した現像剤により形成される現像剤像を担持する像担持体を備えた画像形成手段と、前記像担持体に形成された現像剤像を転写する中間転写体を備えた１次転写手段と、前記中間転写体に転写された現像剤像を被転写媒体に転写する２次転写手段と、加熱ローラと該加熱ローラに前記被転写媒体を押圧する加圧ベルトにより該被転写媒体に転写された現像画像を熱定着させる定着手段とを備えたカラー画像形成装置において、
   前記加圧ベルトは、巻回された状態で加圧ベルトの裏面のベルト幅方向両端部に、裏面より突出した複数の突出体を加圧ベルトの全周に渡り所定の間隙を有して連続的に設け、
   前記突出体は、前記突出体同士が隣接する端面が、前記加圧ベルトの搬送方向に対して傾斜して形成されるとともに、突出体同士が隣接する端面の傾斜部が、前記加圧ベルトの加熱ローラとの接触部の長さよりも長く形成されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 前記突出体は、隣接する突出体同士の間隙が、少なくとも前記加圧ベルトの熱影響による加圧ベルトの膨張と該突出体の熱影響による膨張によって突出体同士が接する状態とならないことを特徴とする請求項１または２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記突出体は、隣接する突出体の端面同士が、略平行に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載のカラー画像形成装置。
5. 前記突出体は、前記加圧ベルトの裏側からの突出量を、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中でローラの外周から該ローラのシャフト軸の外周までの距離が最も短い距離よりも少なくしたことを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載のカラー画像形成装置。
6. 前記突出体は、少なくとも前記加圧ベルトを架橋する複数のローラの中で最大幅のローラよりもベルト幅方向で広い間隔を有して配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載のカラー画像形成装置。

Images