JP4531505B2

JP4531505B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4531505B2
Application number: JP2004272286A
Authority: JP
Inventors: 豊福地; 一喜鈴木; 裕輔野口; 数修久間; 洋石井; 真木倉
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2024-09-17
Also published as: JP2006085056A

Description

本発明は、トナー画像を担持して回転可能な中間転写体を有する画像形成装置に関する。

従来、トナー画像を担持する中間転写ベルトを備えた様々な画像形成装置が提案され、実用化されており、例えば、図５及び図６に示すものが知られている。図５は、画像形成装置の中間転写ベルトの周囲の概略構造を示す側面図、図６は、その一部を拡大して示す側面図である。

この画像形成装置は、それぞれ異なる色のトナー画像が形成される４つの感光体１００、これらの感光体１００で形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト１０１、中間転写ベルト１０１上に転写されたトナー画像を記録媒体Ｐに転写させる２次転写ローラ１０２、レジストローラ対１０３等を有している。

中間転写ベルト１０１の内周側には、中間転写ベルト１０１を回転駆動させる中間転写ベルト駆動ローラ１０４、中間転写ベルト１０１の回転に伴って従動回転する入口ローラ１０５と対向ローラ１０６、各感光体１００に対向して位置する１次転写ローラ１０７等が配置されている。中間転写ベルト駆動ローラ１０４と２次転写ローラ１０２とは中間転写ベルト１０１を挟んで対向するニップ部を形成しており、このニップ部にレジストローラ対１０３により記録媒体Ｐが送り込まれ、ニップ部に送り込まれた記録媒体Ｐに対して中間転写ベルト１０１上のトナー画像が転写される。

ここで、中間転写ベルト１０１の速度をＶｂ、中間転写ベルト駆動ローラ１０４の周速度をＶｒ、記録媒体Ｐの速度をＶｔとする。記録媒体Ｐの速度Ｖｔと中間転写ベルト１０１の速度Ｖｂとは、Ｖｔ＞Ｖｂに設定されている。また、中間転写ベルト１０１は中間転写体駆動ローラ１０４により駆動されて回転するので、Ｖｒ＝Ｖｂとなる。

仮に、Ｖｔ＜Ｖｂに設定すると、記録媒体Ｐの先端側が中間転写ベルト駆動ローラ１０４と２次転写ローラ１０２とのニップ部に入り込み、記録媒体Ｐの後端側がレジストローラ対１０３に挟持されているとき、ニップ部とレジストローラ対１０３との間で記録媒体Ｐが引っ張られ、記録媒体Ｐに張力が作用する。そして、記録媒体Ｐの後端がレジストローラ対１０３を抜けた瞬間にその張力が開放され、記録媒体Ｐが振動し、その振動が中間転写ベルト駆動ローラ１０４と２次転写ローラ１０２とのニップ部から中間転写ベルト１０１に伝播し、中間転写ベルト１０１に速度変動が生じる不具合がある。

しかし、記録媒体Ｐの速度Ｖｔと中間転写ベルト１０１の速度Ｖｂとを、Ｖｔ＞Ｖｂと設定しても、以下に説明する不具合が生じることが判明した。

中間転写ベルト駆動ローラ１０４の外周面と中間転写ベルト１０１の内周面との間の摩擦係数をμα、中間転写ベルト１０１と記録媒体Ｐとの間の摩擦係数をμβとするとき、μ_α＜μ_βで、Ｖｔ＞Ｖｂの関係が有ると、μ_α＜μ_βの関係により記録媒体Ｐと中間転写ベルト１０１との密着力が大きくなり、記録媒体Ｐと密着した中間転写ベルト１０１が中間転写ベルト駆動ローラ１０４の外周面より速く進行し、中間転写ベルト駆動ローラ１０４の外周面と中間転写ベルト１０１の内周面との間でスリップが生じる。

このようなスリップの発生より、中間転写ベルト１０１の速度Ｖｂを一定に制御することが困難になる。言い換えると、中間転写ベルト１０１は、中間転写ベルト駆動ローラ１０４によって速度制御されるのではなく、記録媒体Ｐによって速度制御される状態になる。そして、記録媒体Ｐの搬送は間欠的であるため、中間転写ベルト１０１の速度Ｖｂがばらつくことになる。中間転写ベルト１０１の速度Ｖｂがばらつくと、各感光体１００から中間転写ベルト１０１上に転写されるトナー画像の色ズレが発生することになる。

本発明の目的は、中間転写ベルトなどの中間転写体の速度を一定に制御し、中間転写体の速度がばらつくことが原因となる中間転写体に転写されるトナー画像の色ずれを防止することである。

請求項１記載の発明の画像形成装置は、トナー画像が転写され、トナー画像を担持する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体を回転駆動させる中間転写体駆動ローラと、前記中間転写体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、を具備し、前記中間転写体における前記中間転写体駆動ローラと接する内周面に研磨加工された研磨層が設けられ、この研磨層の研磨目の方向が前記中間転写体の進行方向と同じ方向とされている画像形成装置であって、前記転写部にある記録媒体に搬送力を与える記録媒体搬送手段を有し、該記録媒体搬送手段による設計上の記録媒体搬送速度が、前記中間転写体駆動ローラによって駆動される前記中間転写体の設計上の移動速度よりも大きく、前記中間転写体の進行方向に沿った方向において、前記中間転写体を前記中間転写体駆動ローラに対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と前記中間転写体駆動ローラとの間の摩擦係数をμ _α 、前記記録媒体を前記中間転写体に対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数をμ _β とするとき、μ _α ＞μ _β である。

請求項２記載の発明の画像形成装置は、トナー画像が転写され、トナー画像を担持する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体を回転駆動させる中間転写体駆動ローラと、前記中間転写体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、を具備し、前記中間転写体におけるトナー画像を担持する外周面に研磨加工された研磨層が設けられ、この研磨層の研磨目の方向が前記中間転写体の進行方向と同じ方向とされている画像形成装置であって、前記転写部にある記録媒体に搬送力を与える記録媒体搬送手段を有し、該記録媒体搬送手段による設計上の記録媒体搬送速度が、前記中間転写体駆動ローラによって駆動される前記中間転写体の設計上の移動速度よりも大きく、前記中間転写体の進行方向に沿った方向において、前記中間転写体を前記中間転写体駆動ローラに対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と前記中間転写体駆動ローラとの間の摩擦係数をμ _α 、前記記録媒体を前記中間転写体に対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数をμ _β とするとき、μ _α ＞μ _β である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記中間転写体駆動ローラに対して前記中間転写体を挟んで対向するように転写ローラを設けた。

請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、中間転写体の内周面に形成されている研磨層の研磨目の方向が中間転写体の進行方向と同じ方向であり、中間転写体駆動ローラと中間転写体との間の摩擦係数μ _α と、中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数μ _β とがμ _α ＞μ _β の関係であるため、中間転写体が記録媒体と密着して中間転写体駆動ローラより速く移動しようとしたとき、中間転写体の内周面の研磨層が中間転写体駆動ローラの外周面に引っ掛かる。よって、中間転写体が記録媒体と密着して記録媒体により速度制御されるという事態の発生を防止でき、中間転写体の速度を中間転写体駆動ローラにより一定に制御することができ、中間転写体上に色が異なる複数のトナー画像を転写するときの色ずれの発生を防止することができる。

請求項２記載の発明の画像形成装置によれば、中間転写体の外周面に形成されている研磨層の研磨目の方向が中間転写体の進行方向と同じ方向であり、中間転写体駆動ローラと中間転写体との間の摩擦係数μ _α と、中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数μ _β とがμ _α ＞μ _β の関係であるため、記録媒体の移動速度が中間転写体の移動速度より速くても、記録媒体は中間転写体との間でスリップを生じる。よって、中間転写体が記録媒体と密着して記録媒体により速度制御されるという事態の発生を防止でき、中間転写体の速度を中間転写体駆動ローラにより一定に制御することができ、中間転写体上に色が異なる複数のトナー画像を転写するときの色ずれの発生を防止することができる。
請求項３の発明の画像形成装置によれば、請求項１又は２の構成を全て備えるため、同様の効果を奏する。

画像形成装置の参考形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図である。カラープリンタ１の本体ケース２内には、プリンタエンジン３、光ビームを出射する光書込装置４、記録媒体Ｐを収納する給紙カセット５、トナー画像が転写された記録媒体Ｐを定着処理する定着装置６等が設けられている。

プリンタエンジン３は、トナー画像を形成し、形成したトナー画像を記録媒体Ｐに転写する部分であり、４つの感光体７（７Ｙ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｋ）、各感光体７の周囲に配置された帯電ローラ８、現像装置９、クリーニング装置１０、１次転写ローラ１１、トナー画像を担持して回転可能な中間転写体である中間転写ベルト１２、転写部である２次転写ローラ１３、クリーニング装置１４等により構成されている。ここで、本明細書及び図面の記載において、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋの添え字は、各々イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの色を示しており、これらの添え字は必要に応じて割愛する。

感光体７は、円筒状に形成されて駆動モータが連結され、駆動モータからの駆動力により中心線回りに回転する。感光体７の外周面には静電潜像が形成される感光層が設けられている。

帯電ローラ８は、感光体７の外周面に当接して配置され、又は、感光体７の外周面と微小な隙間をもって配置されている。この帯電ローラ８に対して電源部（図示せず）から電圧が印加されることにより、帯電ローラ８と感光体７との間でコロナ放電が発生し、感光体７の外周面が一様に帯電される。

光書込装置４は、画像データに応じた光ビームを出射し、一様に帯電された感光体７の外周面を露光する。この露光により、感光体７の外周面に画像データに応じた静電潜像が形成される。

現像装置９は、感光体７に対してトナーを供給する。供給されたトナーは感光体７の外周面に形成されている静電潜像に付着し、感光体７の外周面上の静電潜像がトナー画像として顕像化される。

中間転写ベルト１２は、樹脂フィルム又はゴムを基体として形成されたループ状のベルトであり、中間転写体駆動ローラ１５と入口ローラ１６と対向ローラ１７との回りに巻回されている。中間転写体駆動ローラ１５は駆動モータに連結されて回転し、中間転写体駆動ローラ１５の回転により中間転写ベルト１２が矢印Ａ方向に回転駆動される。入口ローラ１６と対向ローラ１７とは、中間転写ベルト１２の回転に伴って従動回転する。

１次転写ローラ１１は中間転写ベルト１２の内周面側（ループの内側）に配置されて中間転写ベルト１２の内周面に接触しており、これらの１次転写ローラ１１に転写用電圧が印加されることによって各感光体７上のトナー画像が中間転写ベルト１２上に転写される。これらの転写ローラ１１の転写作用によって各感光体７上に形成されたトナー画像が中間転写ベルト１２上に順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト１２上にはカラーのトナー画像が形成される。

クリーニング装置１０は、トナー画像が中間転写ベルト１２に転写された後の感光体７の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像が中間転写ベルト１２に転写された後に感光体７の外周面上に残留しているトナーや紙粉等が除去される。

中間転写体駆動ローラ１５と２次転写ローラ１３とは中間転写ベルト１２を挟んで対向するニップ部を形成しており、このニップ部に記録媒体Ｐが送り込まれたタイミングで２次転写ローラ１３に転写用電圧が印加されることにより、中間転写ベルト１２上のトナー画像が記録媒体Ｐに転写される。

記録媒体Ｐは、給紙カセット５内から給紙されて搬送ローラ１８やレジストローラ１９により搬送され、トナー画像を転写された後に定着装置６に送り込まれる。トナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置６内で熱と圧力とを加えられて定着処理され、この定着処理により溶融したトナー画像が記録媒体Ｐに定着される。定着処理が終了した記録媒体Ｐは本体ケース２の上面部に形成されている記録媒体排紙部である排紙トレイ２０上に排紙される。

クリーニング装置１４は、カラーのトナー画像が記録媒体Ｐに転写された後の中間転写ベルト１２の外周面をクリーニングする。このクリーニングによって、トナー画像の転写後に中間転写ベルト１２の外周面上に残留したトナーや紙粉等が除去される。

図２は、中間転写体駆動ローラ１５と２次転写ローラ１３とにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。
中間転写体駆動ローラ１５の外周面には研磨加工された研磨層１５ａが形成されている。この研磨加工は、中間転写体駆動ローラ１５の外径寸法を設定値とするために行われる。研磨層１５ａの研磨目の方向は、矢印Ｂで示す中間転写体駆動ローラ１５の回転方向と逆向きとされている。また、中間転写ベルト１２の速度をＶｂ、中間転写ベルト駆動ローラ１５の周速度をＶｒ、記録媒体Ｐの速度をＶｔとするとき、記録媒体Ｐの速度Ｖｔと中間転写ベルト１２の速度Ｖｂとは、Ｖｔ＞Ｖｂに設定されている。中間転写ベルト１２が中間転写体駆動ローラ１５により駆動されて進行している場合には、Ｖｂ＝Ｖｒが維持される。

このような構成において、記録媒体Ｐが中間転写ベルト１２に押圧されてニップ部を通過し、中間転写ベルト１２が記録媒体Ｐと密着することにより、Ｖｔ＞Ｖｂの関係から、中間転写ベルト１２は中間転写体駆動ローラ１５より速く移動しようとする。このとき、中間転写体駆動ローラ１５の外周面に形成されている研磨層１５ａの研磨目の向きが中間転写体駆動ローラ１５の回転方向と逆向きに形成されているため、中間転写ベルト１２の内周面が中間転写体駆動ローラ１５の研磨層１５ａに引っ掛かり、この引っ掛かりにより、中間転写体駆動ローラ１５と中間転写ベルト１２との間の摩擦係数μ_αと、中間転写ベルト１２と記録媒体Ｐとの間の摩擦係数μ_βとが、μ_α＞μ_βとなる。このため、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂが中間転写体駆動ローラ１５の速度Ｖｒより速くなるということを防止することができ、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂを中間転写体駆動ローラ１５により一定に制御することができる。これにより、各感光体７から中間転写ベルト１２に転写される各色のトナー画像の転写位置を精度良く制御することができ、中間転写ベルト１２上に各感光体７から色が異なるトナー画像を転写するときの色ずれの発生を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態を図３に基づいて説明する。なお、図１及び図２において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する（以下の実施の形態でも同じ）。図３は、中間転写体駆動ローラ１５と２次転写ローラ１３とにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。

本実施の形態における画像形成に関する基本的構造は図１及び図２の参考形態と同じである。本実施の形態では、中間転写ベルト１２における中間転写体駆動ローラ１５と接する内周面に研磨加工された研磨層１２ａが形成されている。この研磨加工は、中間転写ベルト１２の厚み寸法を設定値とするために行われる。研磨層１２ａの研磨目の方向は、矢印Ａで示す中間転写ベルト１２の進行方向と同じ方向とされている。また、上記参考形態と同じように、中間転写ベルト１２の速度をＶｂ、中間転写ベルト駆動ローラ１５の周速度をＶｒ、記録媒体Ｐの速度をＶｔとするとき、記録媒体Ｐの速度Ｖｔと中間転写ベルト１２の速度Ｖｂとは、Ｖｔ＞Ｖｂに設定されている。中間転写ベルト１２が中間転写体駆動ローラ１５により駆動されて進行している場合には、Ｖｂ＝Ｖｒが維持される。

このような構成において、記録媒体Ｐが中間転写ベルト１２に押圧されてニップ部を通過し、中間転写ベルト１２が記録媒体Ｐと密着することにより、Ｖｔ＞Ｖｂの関係から、中間転写ベルト１２は中間転写体駆動ローラ１５より速く移動しようとする。このとき、中間転写ベルト１２の内周面に形成されている研磨層１２ａの研磨目の方向が中間転写ベルト１２の進行方向と同じ方向であるため、中間転写ベルト１２の内周面に形成されている研磨層１２ａが中間転写体駆動ローラ１５の外周面に引っ掛かり、この引っ掛かりにより、中間転写体駆動ローラ１５と中間転写ベルト１２との間の摩擦係数μ_αと、中間転写ベルト１２と記録媒体Ｐとの間の摩擦係数μ_βとが、μ_α＞μ_βとなる。このため、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂが中間転写体駆動ローラ１５の速度Ｖｒより速くなるということを防止することができ、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂを中間転写体駆動ローラ１５により一定に制御することができる。これにより、各感光体７から中間転写ベルト１２に転写される各色のトナー画像の転写位置を精度良く制御することができ、中間転写ベルト１２上に各感光体７から色が異なるトナー画像を転写するときの色ずれの発生を防止することができる。

本発明の第２の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は、中間転写体駆動ローラ１５と２次転写ローラ１３とにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。

本実施の形態における画像形成に関する基本的構造は上記参考形態と同じである。本実施の形態では、中間転写ベルト１２におけるトナー画像を担持する外周面に研磨加工された研磨層１２ｂが形成されている。この研磨加工は、中間転写ベルト１２の厚み寸法を設定値とするために行われる。研磨層１２ｂの研磨目の方向は、矢印Ａで示す中間転写ベルト１２の進行方向と同じ方向とされている。また、上記参考形態、第１の実施の形態と同じように、中間転写ベルト１２の速度をＶｂ、中間転写ベルト駆動ローラ１５の周速度をＶｒ、記録媒体Ｐの速度をＶｔとするとき、記録媒体Ｐの速度Ｖｔと中間転写ベルト１２の速度Ｖｂとは、Ｖｔ＞Ｖｂに設定されている。中間転写ベルト１２が中間転写体駆動ローラ１５により駆動されて進行している場合には、Ｖｂ＝Ｖｒが維持される。

このような構成において、中間転写ベルト１２の外周面に形成されている研磨層１２ｂの研磨目の方向が中間転写ベルト１２の進行方向と同じ方向であるため、記録媒体Ｐが中間転写ベルト１２に押圧されてニップ部を通過するとき、Ｖｔ＞Ｖｂの関係から、中間転写ベルト１２ｂの外周面に形成されている研磨層１２ｂの存在により記録媒体Ｐは中間転写ベルト１２との間でスリップを生じる。このスリップにより、記録媒体Ｐと中間転写ベルト１２との間の摩擦係数μ_βと、中間転写体駆動ローラ１５と中間転写ベルト１２との間の摩擦係数μ_αとが、μ_α＞μ_βとなる。このため、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂが中間転写体駆動ローラ１５の速度Ｖｒより速くなるということを防止することができ、中間転写ベルト１２の速度Ｖｂを中間転写体駆動ローラ１５により一定に制御することができる。これにより、各感光体７から中間転写ベルト１２に転写される各色のトナー画像の転写位置を精度良く制御することができ、中間転写ベルト１２上に各感光体７から色が異なるトナー画像を転写するときの色ずれの発生を防止することができる。

参考形態の画像形成装置であるカラープリンタを概略的に示す縦断側面図である。中間転写体駆動ローラと２次転写ローラとにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。本発明の第１の実施の形態の画像形成装置であるカラープリンタにおける中間転写体駆動ローラと２次転写ローラとにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。本発明の第２の実施の形態の画像形成装置であるカラープリンタにおける中間転写体駆動ローラと２次転写ローラとにより形成されたニップ部及びその周囲の概略構造を示す側面図である。従来の画像形成装置の中間転写ベルトの周囲の概略構造を示す側面図である。その一部を拡大して示す側面図である。

符号の説明

１２中間転写体
１２ａ研磨層
１２ｂ研磨層
１３転写部
１５中間転写体駆動ローラ
１５ａ研磨層
Ｐ記録媒体

Claims

トナー画像が転写され、トナー画像を担持する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体を回転駆動させる中間転写体駆動ローラと、前記中間転写体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、を具備し、
前記中間転写体における前記中間転写体駆動ローラと接する内周面に研磨加工された研磨層が設けられ、この研磨層の研磨目の方向が前記中間転写体の進行方向と同じ方向とされている画像形成装置であって、
前記転写部にある記録媒体に搬送力を与える記録媒体搬送手段を有し、該記録媒体搬送手段による設計上の記録媒体搬送速度が、前記中間転写体駆動ローラによって駆動される前記中間転写体の設計上の移動速度よりも大きく、
前記中間転写体の進行方向に沿った方向において、前記中間転写体を前記中間転写体駆動ローラに対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と前記中間転写体駆動ローラとの間の摩擦係数をμ _α 、前記記録媒体を前記中間転写体に対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数をμ _β とするとき、μ _α ＞μ _β である画像形成装置。
トナー画像が転写され、トナー画像を担持する回転可能な中間転写体と、前記中間転写体を回転駆動させる中間転写体駆動ローラと、前記中間転写体上のトナー画像を記録媒体に転写する転写部と、を具備し、
前記中間転写体におけるトナー画像を担持する外周面に研磨加工された研磨層が設けられ、この研磨層の研磨目の方向が前記中間転写体の進行方向と同じ方向とされている画像形成装置であって、
前記転写部にある記録媒体に搬送力を与える記録媒体搬送手段を有し、該記録媒体搬送手段による設計上の記録媒体搬送速度が、前記中間転写体駆動ローラによって駆動される前記中間転写体の設計上の移動速度よりも大きく、
前記中間転写体の進行方向に沿った方向において、前記中間転写体を前記中間転写体駆動ローラに対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と前記中間転写体駆動ローラとの間の摩擦係数をμ _α 、前記記録媒体を前記中間転写体に対して前記進行方向に相対移動させようとする場合の前記中間転写体と記録媒体との間の摩擦係数をμ _β とするとき、μ _α ＞μ _β である画像形成装置。
前記中間転写体駆動ローラに対して前記中間転写体を挟んで対向するように転写ローラを設けた請求項１又は２に記載の画像形成装置。