JP4735336B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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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。 The present invention relates to an image forming apparatus having an intermediate transfer belt and a developing device related to image formation, such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a FAX.
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。 Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus equipped with four photosensitive drums and an intermediate transfer belt (hereinafter also simply referred to as a belt), the first copy out time (FCOT) of a monochrome image print is shortened. In order to further increase the monochrome toner storage space, the three-color (Y, M, C) photosensitive drum is urged by a driving roller and a tension spring in one direction (horizontal direction) as shown in FIG. It arrange | positions so that it may contact | abut to the tension surface of the belt stretched by the movable follower roller. On the other hand, a monochrome (black) image-forming photosensitive drum is located downstream of the three-color photosensitive drums and between the driven roller and the secondary transfer unit (for example, an oblique transfer surface of the intermediate transfer belt in FIG. 3). Has been placed.
図3は、従来の従動ローラの一例を示した図である。 FIG. 3 is a view showing an example of a conventional driven roller.
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)。
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。 However, a method in which the driven roller can be moved in one direction with a spring, or a method in which the rotation center of the inner stretching roller that can be separated and moved is moved and an outer stretching roller is provided to push the belt down from the surface of the photosensitive drum. However, there is a problem in that color misregistration between three colors (superimposed image) and black occurs due to a change in the path due to belt elongation and tension fluctuation.
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。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a stable superimposed image without the occurrence of color misregistration as described above.
上記目的は、下記の構成によって達成される。 The above object is achieved by the following configuration.
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。 The latent image is formed on the four photosensitive drums by the writing unit, the latent image is converted into a toner image by the developing unit, and each toner image is transferred onto the intermediate transfer belt to form a superimposed toner image. In the image forming apparatus for collectively transferring the superimposed toner image onto the transfer material, the intermediate transfer belt is stretched by at least three tension rollers provided on the inner side, and the first and second belts are arranged in the order of the belt running direction. Three of the four photosensitive drums are arranged so as to abut on the tensioning surface formed by connecting the outer peripheral surfaces of the second two stretching rollers at equal intervals. The pieces are arranged so as to abut on the tensioning surface downstream from the third tensioning roller, and the second and third tensioning rollers are composed of two stations, and can be moved at equal distances in opposite directions. An image forming apparatus.
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。 Since the belt path can be kept as constant as possible, image shift can be prevented.
以下、本発明に係わる画像形成装置について説明する。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below.
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。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of the image forming apparatus.
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。
In FIG. 1, 10 is a charger (photosensitive drum (drum)) 11 is a scorotron band electrode, 12 is a writing device which is an image writing means composed of a head in which light emitting diodes are arranged, and 13 is a developing means. 14 is a cleaning device for cleaning the surface of the
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。 Here, since the mechanical configuration of the image forming means 1 for each color is the same, in FIG. 1, only the configuration of the Y (yellow) series is given a reference symbol, and M (magenta), C (cyan), and Reference numerals are omitted for the components of K (black).
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。
The arrangement of the image forming means 1 for each color is in the order of Y, M, C, K with respect to the running direction of the
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。
The
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。
The three-color photosensitive drums are arranged at equal intervals on the belt tensioning surface between the driving roller 21 and the driven
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。
The
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。
The
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。
An electric signal corresponding to the image data from the reading device 80 is converted into an optical signal by a light emitting diode, and is projected onto the
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。 Note that a digital exposure method using laser light may be used instead of a writing method using a light emitting diode.
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。
The developing device 13 is a developing sleeve formed of a cylindrical non-magnetic stainless steel or aluminum material that maintains a predetermined interval with respect to the peripheral surface of the
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。
The
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。
The
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。
A
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。
70 is a paper feed roller, 71 is a timing roller, 72 is a paper cassette, and 73 is a transport roller. A
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。
A fixing device 4 includes a
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。 A control unit B1 is a control unit that controls each drive unit, image forming process, fixing temperature, and the like.
以下、図1に基づいて画像形成プロセスを説明する。 The image forming process will be described below with reference to FIG.
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。
Simultaneously with the start of image recording, the
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。
After the
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。
The electrostatic latent image is reversely developed in a non-contact state by a Y developing unit 13, and a Y toner image is formed on the
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。
The Y toner image formed on the
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)。
After that, the
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。
Next, the
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。
By a similar process, the Y and M superimposed toner images are synchronized, and the C (cyan) toner image is superimposed on the Y and M superimposed toner images by the
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。
From the above, the
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。
Thereafter, the
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。
The toner that has been scraped off is stored in the
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。
The transfer material P onto which the superimposed toner image has been transferred is further sent to the fixing device 40, and is sandwiched between the
以下、本発明について図1、2を基に説明する。 The present invention will be described below with reference to FIGS.
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。 As described above, the photosensitive drums of three colors (Y, M, and C) are brought into contact with the same tension surface of the belt, and the photosensitive drums of the other one color (K) are brought into contact with another tension surface. In this case, if a movable follower roller is provided between the tension contact surfaces, there arises a problem that a color shift between the three colors (superimposed image) and black occurs due to a change in the path due to a belt tension variation, elongation, or the like. . That is, in FIG. 3, the belt length between the transfer positions (P1 to P2) between the C drum and the K drum changes as indicated by the dotted line when the driven roller moves by d. As a result, the color misalignment between the three-color (Y, M, C) superimposed image and the K image occurs.
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。 The present invention is proposed in order to avoid such inconvenience.
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。 FIG. 2 is a diagram illustrating a driven roller mechanism for preventing color misregistration.
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。
In FIG. 2, the driven
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。 FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the driven roller according to the present invention.
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。 The color shift between the three-color superimposed image and the K (black) image occurs when the belt length from the C transfer position P1 to the K transfer position P2 changes from a predetermined length. Therefore, it is possible to avoid color misregistration by suppressing a change in the belt length between the transfer positions (P1 to P2).
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。
That is, in FIG. 4, the
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。 Therefore, by applying this driven roller mechanism, it is possible to suppress the above color shift as much as possible.
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
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