JPH10148989A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】中間転写ドラムを感光ベルトに高精度で従動回
転させて色重ね精度を高める。 【解決手段】駆動ローラ６１と従動ローラ６２に張設し
た感光ベルト１０を位置固定の２本の補助ローラ６３，
６４で支えて安定な状態で中間転写ドラム３０に接触さ
せることにより該中間ドラムを高精度で従動回転させ、
感光ベルト表面の各色のトナー像を中間転写ドラムの外
周面に順次重ねて転写することにより色むらのないカラ
ートナー像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やレーザー
プリンタのような電子写真方式の画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置であるカラ
ープリンタは、感光体の表面に各色毎に形成した４色
（４つ）のトナー像を中間体に重ねて転写することによ
り合成してカラー画像を得ている。図２は、このような
従来のカラープリンタの一例を示している。

【０００３】図２において、プリンタ本体１の中央部に
は、回転可能な感光ベルト１０が設けられている。この
感光ベルト１０は、駆動ローラ１１，テンションローラ
１２，従動ローラ１３，１４の４本の主ローラにより略
四角形状に張設されている。

【０００４】そして、感光ベルト１０の周囲には、この
感光ベルト１０の表面を一様に帯電する帯電器２１と、
ホストからの情報に基づいてレーザーをオンオフして感
光ベルト１０の表面を露光して各色毎の静電潜像を形成
する露光系２５と、イエロー色用の静電潜像を現像する
現像装置２２Ｙと、マゼンタ色用の静電潜像を現像する
現像装置２２Ｍと、シアン色用の静電潜像を現像する現
像装置２２Ｃと、黒色用の静電潜像を現像する現像装置
２２Ｋと、感光ベルトクリーニング装置２４が設けられ
ている。

【０００５】各色の現像装置２２Ｙ〜２２Ｋは、それぞ
れ、現像ローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋを回転
可能に軸支して内蔵している。

【０００６】感光ベルト１０の左側には、中間転写ドラ
ム３０がテンションローラ１２と従動ローラ１３の間で
前記感光ベルト１０と接触して該感光ベルト１０から各
色のトナー像が重ねて転写されるように設けてある。こ
の中間転写ドラム３０は、感光ベルト１０への接触によ
り該感光ベルト１０に従動して回転する。また、この中
間転写ドラム３０の上部には、中間転写ドラムクリーナ
ー３５が設けてある。

【０００７】プリンタ本体１内の下部には、用紙カセッ
ト４１と給紙ローラ４２が設けられている。プリンタ本
体１内の左部には、レジストローラ４３，転写ローラ２
７，除電器２８，搬送ガイド４４，定着器５１，排紙ロ
ーラ５２が設けられている。そして、プリンタ本体１の
上面には、排紙トレー５３が形成されている。

【０００８】以上のようなカラープリンタは、カラー印
刷を開始すると、露光系２５は、ホストから送られてく
る各色別の情報によりレーザーをオンオフして感光ベル
ト１０の表面に各色毎の静電潜像を形成する。現像装置
２２Ｙ〜２２Ｋは、これらの静電潜像を現像して各色の
トナー像を形成する。これらの感光ベルト１０の表面の
トナー像は、感光ベルト１０が中間転写ドラム３０と接
触することで該中間転写ドラム３０の表面に重ねて転写
されて合成され、カラートナー像となる。

【０００９】一方、用紙カセット４１内の用紙４０は給
紙ローラ４２で抽出して給紙され、レジストローラ４３
まで搬送される。レジストローラ４３は、中間転写ドラ
ム３０上のカラートナー像の位置に合わせて回転を始
め、用紙４０を転写ローラ２７に送る。転写ローラ２７
は、用紙４０が転写位置に到着するタイミングで前進し
て該用紙４０を中間転写ドラム３０の表面に押圧すると
共に転写電圧を印加してカラートナー像を該用紙４０に
転写する。

【００１０】転写ローラ２７による電圧印加により帯電
した用紙４０は、中間転写ドラム３０の電位との関係
で、該中間転写ドラム３０に吸着しようとする。しか
し、除電器２８が用紙４０に帯電した電荷の一部を除去
するので静電気による吸着力は減少し、用紙４０は中間
転写ドラム３０から剥離する。その後、用紙４０は定着
器５１によってカラートナー像が定着され、カラー画像
印刷物として排紙トレー５３に排紙される。

【００１１】以上のような電子写真方式の画像形成装置
は、以下に述べるような技術課題がある。中間転写ドラ
ム３０の表面にはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シ
アン（Ｃ），黒（Ｋ）の４色のトナー像が、それぞれ１
回転毎に感光ベルト１０から転写され、計４回転するこ
とにより色重ねが行なわれるために、色重ね精度の観点
から中間転写ドラム３０の回転精度が極めて重要とな
る。すなわち、ドラム回転の１回転目から４回転目の間
でほとんど速度変動がなく同一回転時間であることが望
ましい。色重ね精度が悪いとカラー画像の色相むらを誘
発するために、色重ね精度は、一般的には、１００〜１
５０μｍ以下に抑えることが必要とされている。このた
めには、若し、中間転写ドラムの回転時間が５秒／回転
であるならば、感光ベルト走行速度によって異なるが、
理論上では、略１／１０００〜２／１０００秒以内に各
回転時間変動を抑えることが必要となり、中間転写ドラ
ム３０には極めて高精度な回転時間が要求されることが
わかる。この中間転写ドラム３０は、感光ベルト１０と
の接触圧力と静電吸着力による摩擦で回転駆動力が与え
られるために、高精度回転にはこの接触部の構成が重要
となる。

【００１２】この技術課題に対して、図２に示す従来の
カラープリンタは、以下に述べる問題点がある。

【００１３】すなわち、感光ベルト１０は、駆動ローラ
１１，テンションローラ１２，従動ローラ１３，１４の
４本の主ローラにより略四角形状に張設されているため
に、１本のローラに対する感光ベルト１０の巻き付け角
度が略９０度と大きくなり、前記４本のローラの総ての
平行度を高精度に保つことが該感光ベルト１０の安定走
行に不可欠となる。このために、部品製作及び組立作業
に高い精度が要求される。また、感光ベルト１０と中間
転写ドラム３０の接触部は、従動ローラ１３とテンショ
ンローラ１２の間に構成されるが、テンションローラ１
２は揺動可能であるために、感光ベルト１０の製作上の
周長のばらつきによりその位置が変化し、また、継ぎ目
の通過時にも揺動して位置が変化することにより、感光
ベルト１０の回動軌跡が変化するために該感光ベルト１
０と中間転写ドラム３０の接触状態が変化し、高精度の
ドラム回転時間を得ることが困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、中間
転写ドラムに独自の回転駆動装置を設けずに該中間転写
ドラムを感光ベルトに接触させて従動回転させる従動回
転方式の画像形成装置において、中間転写ドラムの外周
面上での色重ね精度を高めて色むらのないカラートナー
像を得るために、中間ドラムが高精度で感光ベルトに従
動回転するように該感光ベルトと該中間転写ドラムの好
ましい接触状態を安定に維持できるようにすることにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動ローラと
従動ローラに張設されて回動する感光ベルトの表面に複
数色のトナー像を順次形成し、この感光ベルトに中間転
写ドラムを接触させて従動回転させることにより該感光
ベルトの表面の各色のトナー像を該中間転写ドラムの外
周面に順次重ねて転写して該中間転写ドラムの外周面に
カラートナー像を形成する画像形成装置において、前記
感光ベルトに当接してその間に該感光ベルトを前記中間
転写ドラムに接触させる領域を形成する２本の補助ロー
ラを固定位置に設置すると共に前記感光ベルトの張力を
維持するテンションローラを前記２本の補助ローラの外
側の領域で該感光ベルトに押し付けるように設けた。

【００１６】そして、前記２本の補助ローラの設置間隔
は、５０ｍｍ以下で前記感光ベルトが前記中間転写ドラ
ムと接触する領域の外側に位置するようにする。

【００１７】また、前記２本の補助ローラと前記テンシ
ョンローラは、前記駆動ローラと前記従動ローラに張設
された前記感光ベルトの一方の側に設け、該感光ベルト
の他方の側に現像装置を対向させて設ける。

【００１８】また、前記中間転写ドラムの外径を前記駆
動ローラ及び前記従動ローラの外径の整数倍とする。

【００１９】また、前記従動ローラの外周面に沿って回
動する前記感光ベルトの表面にブレードを当接した感光
ベルトクリーニング装置を設ける。

【００２０】また、前記駆動ローラ，従動ローラ，２本
の補助ローラ及びテンションローラをカートリッジ枠体
に設置してベルトカートリッジを構成し、このベルトカ
ートリッジを装置本体に着脱可能に設置し、あるいは、
前記駆動ローラと従動ローラをカートリッジ本体に上下
方向に隔てて設置すると共に該駆動ローラと従動ローラ
に張設した感光ベルトの一方の側に２本の補助ローラと
テンションローラを設置したベルトカートリッジを構成
し、このベルトカートリッジを前記中間転写ドラムと現
像装置の間に装置本体の上側から着脱可能に設置する。

【００２１】このような画像形成装置は、中間転写ドラ
ムと感光ベルトの接触状態を安定に維持することができ
るために中間転写ドラムを高精度で従動回転させること
が可能となり、これにより高い色重ね精度を得ることが
できる。また、構成も簡単で製作も容易な小形の画像形
成装置とすることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明になる電子写真方
式の画像形成装置であるカラープリンタである。図１に
示した従来のカラープリンタの構成部品と等価な構成部
品には同一の参照符号を付す。

【００２３】プリンタ本体１の中央部には、回転可能な
感光ベルト１０が設けられている。この感光ベルト１０
は、駆動ローラ６１，従動ローラ６６，定置された２本
の補助ローラ６３，６４及びテンションばね６７によっ
て揺動されるテンションアーム６５に取り付けられたテ
ンションローラ６６によって感光ベルトカートリッジ枠
体６８に縦長形状に張設されてベルトカートリッジを構
成してプリンタ本体１に上側から上下方向に着脱自在に
設置され、歯車機構を介して駆動装置（図示せず）に連
結された駆動ローラ６１によって矢印方向に駆動され
る。主として、駆動ローラ６１と従動ローラ６６は感光
ベルト１０を縦長形状に支持するように機能し、テンシ
ョンローラ６６は感光ベルト１０の張力を所定の一定値
に維持するように機能し、補助ローラ６３，６４は感光
ベルト１０が中間転写ドラム３０に安定して接触するよ
うに該感光ベルト１０を支えてその回動軌跡を規制する
ように機能する。２本の補助ローラ６３，６４とテンシ
ョンローラ６６は、感光ベルト１０が駆動ローラ６１か
ら送り出される側に位置する。この感光ベルトカートリ
ッジ枠体６８には、更に、感光ベルト１０の表面を一様
に帯電する帯電器２１と、従動ローラ６６の外周面に沿
って回動する感光ベルト１０の表面に当接されて残留ト
ナーを掻き落すブレード２４ａを備えた感光ベルトクリ
ーニング装置２４が設けられる。

【００２４】感光ベルトカートリッジ枠体６８の周囲に
は、ホストからの情報に基づいてレーザーをオンオフし
て感光ベルト１０の表面を露光して各色毎の静電潜像を
形成する露光系２５と、感光ベルト１０に形成されたイ
エロー色用の静電潜像を現像する現像装置２２Ｙ，マゼ
ンタ色用の静電潜像を現像する現像装置２２Ｍ，シアン
色用の静電潜像を現像する現像装置２２Ｃ，黒色用の静
電潜像を現像する現像装置２２Ｋが設けられる。

【００２５】各色の現像装置２２Ｙ〜２２Ｋは、それぞ
れ、現像ローラ２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋを回転
可能に軸支して内蔵し、駆動ローラ６１によって引き込
まれる側の感光ベルト１０に対向させる。

【００２６】感光ベルト１０の左側（駆動ローラ６１か
ら送り出される側）には、補助ローラ６３，６４の間で
前記感光ベルト１０と接触して接触圧力と静電吸着力に
よる摩擦力で従動回転して該感光ベルト１０から各色の
トナー像が重ねて転写される中間転写ドラム３０を設け
る。この中間転写ドラム３０は、リーガルサイズの印刷
用紙を縦長に使用してフルカラー印刷物を得るために、
直径１２１ｍｍの円筒状に形成し、感光ベルト１０への
接触により該感光ベルト１０に従動して回転するように
回転自在に支持する。感光ベルト１０を支持する主体で
ある駆動ローラ６２及び従動ローラ６２の外径と中間転
写ドラム３０の外径の比は、整数倍となるようにする。
また、この中間転写ドラム３０の上部には、中間転写ド
ラムクリーナー３５が設けてある。

【００２７】プリンタ本体１内の下部には、用紙カセッ
ト４１と給紙ローラ４２が設けられている。プリンタ本
体１内の左部には、レジストローラ４３，転写ローラ２
７，除電器２８，搬送ガイド４４，定着器５１，排紙ロ
ーラ５２が設けられている。そして、プリンタ本体１の
上面には、排紙トレー５３が形成されている。

【００２８】このカラーリンタは、前述した従来のカラ
ープリンタと同様にカラー印刷を実行する。

【００２９】次に、本発明の課題である感光ベルト１０
と中間転写ドラム３０の接触状態を安定させるための感
光ベルト１０と中間転写ドラム３０の支持構造について
説明する。

【００３０】中間転写ドラム３０は、固定位置に設置さ
れた２本の補助ローラ６３，６４の間において該補助ロ
ーラ６３，６４に支えられている感光ベルト１０に１２
ｍｍ〜１８ｍｍの接触長で接触させる。２本の補助ロー
ラ６３，６４の最大間隔は、過大になると感光ベルト１
０と中間転写ドラム３０の接触状態が不安定になって両
者間に滑りが発生する恐れがあるので５０ｍｍ以下とす
ることが望ましく、最小間隔は、この補助ローラ６３，
６４が感光ベルト１０を中間転写ドラム３０に直接的に
押し付けて接触させる状態にならないように、前記接触
領域よりも外側に位置するようにすることが望ましい。
２本の補助ローラ６３，６４の間における感光ベルト１
０の張力は、テンションローラ６６によって所定の値に
維持される。

【００３１】このような構造での接触によれば、感光ベ
ルト１０は固定位置の２本の補助ローラ６３，６４に支
えられた状態で中間転写ドラム３０に接触しているの
で、感光ベルト１０の周長誤差を吸収してその張力を所
定値に維持するためにテンションローラ６６が転角して
も、この転角による感光ベルト１０の変位は補助ローラ
６３で受け止められて中間転写ドラム３０との接触位置
まで伝わらないので、感光ベルト１０と中間転写ドラム
３０の接触状態が変化することがない。また、感光ベル
ト１０の継ぎ目の段差が通過するときの揺らぎに対して
も同様の作用効果が得られる。

【００３２】以上のように構成することにより、感光ベ
ルト１０の巻き付け角が大きいために該感光ベルト１０
を安定に走行させるための平行度の精度が必要となるの
は、駆動ローラ６１と従動ローラ６２の２本のみであ
り、従来に比べて構造が格段に簡素化して製作が容易に
なる。

【００３３】また、固定位置の２本の補助ローラ６３，
６４の間において感光ベルト１０を中間転写ドラム３０
と接触させるようにしているので、感光ベルト１０の周
長誤差吸収のためのテンションローラ６６の転角や該感
光ベルト１０の継ぎ目の段差によって感光ベルト１０と
中間転写ドラム３０の接触圧力や接触長が変化すること
もない。

【００３４】更に、中間転写ドラム３０の外径と駆動ロ
ーラ６１及び従動ローラー６２の外径の比を整数倍化し
たことにより、両ローラ６１，６２に偏心があっても中
間転写ドラム３０の回転時間の変動は各回転毎に同様に
発生するので各色間でのずれが小さくなり、色重ね精度
の低下を防止することができる。

【００３５】更に、従動ローラ６２側に負荷の大きなク
リーニングブレード２４ａを当接させ、駆動ローラ６１
側に回転駆動力を与えて感光ベルト１０を回動させるよ
うにして張りを与えた引込み側の該感光ベルト１０の表
面に現像装置２２Ｙ〜２２Ｋを対向させるようにしてい
るので、現像面の変形を防止して現像むらを防止するこ
とができる効果がある。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、中間転写ドラムと感光ベルトの接触状態を安定に維
持することができるために中間転写ドラムを高精度で従
動回転させることが可能となり、これにより高い色重ね
精度を得ることができるので、色むらのないカラー画像
を形成することができる。また、構成も簡単で製作も容
易な小形の画像形成装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるカラープリンタの縦断側面図であ
る。

【図２】従来のカラープリンタの縦断側面図である。

【符号の説明】

１…プリンタ本体、１０…感光ベルト、２２Ｙ，２２
Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ…現像装置、２４…感光ベルトクリ
ーニング装置、３０…中間転写ドラム、６１…駆動ロー
ラ、６２…従動ローラ、６３，６４…補助ローラ、６６
…テンションローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 請井 昇二 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動ローラと従動ローラに張設されて回動
   する感光ベルトの表面に複数色のトナー像を順次形成
   し、この感光ベルトに中間転写ドラムを接触させて従動
   回転させることにより該感光ベルトの表面の各色のトナ
   ー像を該中間転写ドラムの外周面に順次重ねて転写して
   該中間転写ドラムの外周面にカラートナー像を形成する
   画像形成装置において、 前記感光ベルトに当接してその間に該感光ベルトを前記
   中間転写ドラムに接触させる領域を形成する２本の補助
   ローラを固定位置に設置すると共に前記感光ベルトの張
   力を維持するテンションローラを前記２本の補助ローラ
   の外側の領域で該感光ベルトに押し付けるように設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記２本の補助ローラ
   の設置間隔は、５０ｍｍ以下で前記感光ベルトが前記中
   間転写ドラムと接触する領域の外側に位置するようにし
   たことを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記２本の補助ローラ
   と前記テンションローラは、前記駆動ローラと前記従動
   ローラに張設された前記感光ベルトの一方の側に設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記２本の補助ローラ
   と前記テンションローラは、前記駆動ローラと前記従動
   ローラに張設された前記感光ベルトの一方の側に設け、
   該感光ベルトの他方の側に現像装置を対向させて設けた
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記中間転写ドラムの
   外径を前記駆動ローラ及び前記従動ローラの外径の整数
   倍としたことを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項１において、前記従動ローラの外周
   面に沿って回動する前記感光ベルトの表面にブレードを
   当接した感光ベルトクリーニング装置を設けたことを特
   徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項１において、前記２本の補助ローラ
   と前記テンションローラは前記駆動ローラと前記従動ロ
   ーラに張設された前記感光ベルトの一方の側に設け、該
   感光ベルトの他方の側に現像装置を対向させて設け、前
   記従動ローラの外周面に沿って回動する前記感光ベルト
   の表面にブレードを当接した感光ベルトクリーニング装
   置を設け、前記感光ベルトの前記一方の側は駆動ローラ
   からの感光ベルト送り出し側とし、前記他方の側は駆動
   ローラによる感光ベルト引込み側としたことを特徴とす
   る画像形成装置。
8. 【請求項８】請求項１において、前記駆動ローラ，従動
   ローラ，２本の補助ローラ及びテンションローラをカー
   トリッジ枠体に設置してベルトカートリッジを構成し、
   このベルトカートリッジを装置本体に着脱可能に設置し
   たことを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】請求項１において、前記駆動ローラと従動
   ローラをカートリッジ本体に上下方向に隔てて設置する
   と共に該駆動ローラと従動ローラに張設した感光ベルト
   の一方の側に２本の補助ローラとテンションローラを設
   置したベルトカートリッジを構成し、このベルトカート
   リッジを前記中間転写ドラムと現像装置の間に装置本体
   の上側から着脱可能に設置したことを特徴とする画像形
   成装置。