KR20140140603A - 화상 형성 장치 - Google Patents

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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

1차 전사 롤러를 갖지 않는 구성에서는, 각 감광 드럼의 중간 전사 벨트와의 접촉 길이를 확보하기 위해서, 중간 전사 벨트의 걸침면에 대하여 복수 단계의 침입량으로 감광 드럼을 배치하기 때문에, 높이 방향으로 장치가 대형화된다. 이것을 피하기 위해서, 4개의 상 담지체를 중간 전사 벨트를 따라서 중간 전사 벨트의 걸침면에 대하여 동일한 침입량으로 배열하고, 중앙의 2개의 상 담지체간의 벨트면을 외측으로 압입하는 압입 부재를 설치한다.

Description

화상 형성 장치{IMAGE FORMING DEVICE}
본 발명은 전자 사진 방식을 이용한 복사기, 프린터, 팩시밀리 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다. 복수의 상 담지체로부터 토너상을 중간 전사체에 겹쳐 전사한 후에, 중간 전사체로부터 토너상을 기록재에 전사하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
전자 사진 방식의 화상 형성 장치에서는 다양한 기록재에 대응하기 위해서, 감광체로부터 토너상을 중간 전사체에 전사(1차 전사)하고, 중간 전사체로부터 기록재에 전사(2차 전사)함으로써 화상을 형성하는 중간 전사 방식이 알려져 있다.
특허문헌 1에는 중간 전사 방식의 종래 구성이 기재되어 있다. 즉 특허문헌 1은 감광체로부터 토너상을 중간 전사체에 1차 전사하기 위해서, 1차 전사 롤러를 설치한 후에, 1차 전사 롤러에 1차 전사 전용의 전원이 접속된 구성이다. 또한 특허문헌 1은 중간 전사체로부터 토너상을 기록재에 2차 전사하기 위해서, 2차 전사 롤러를 설치한 후에, 2차 전사 전용의 전원이 2차 전사 롤러에 접속된 구성이다.
특허문헌 2에는, 2차 전사 내부 롤러에 전원이 접속됨과 함께, 2차 전사 외부 롤러에는 다른 전원이 접속된 구성이 있다. 특허문헌 2에는, 감광체로부터 토너상을 중간 전사체에 전사하는 1차 전사를, 전원이 2차 전사 내부 롤러에 전압을 인가함으로써 행한다는 취지가 기재되어 있다. 또한, 양단부의 걸침 롤러에 의해 만들어지는 중간 전사 벨트 평면에 대하여 외측 2개의 감광체가 침입하는 침입량에 대하여, 내측 2개의 감광체의 침입량을 크게 한다고 하는, 감광체를 2단계의 침입량으로 중간 전사 벨트 평면에 침입시키는 구성이 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 중간 전사 벨트를 내면으로부터 압입하는 부재(롤러)를 각 상 담지체(감광 드럼) 사이에 배치하는 방법이 있다. 즉, 4개의 상 담지체에 대하여 3개의 압입 부재를 배치한다.
그러나, 특허문헌 2의 도 5에 기재된 1차 전사 롤러를 갖지 않는 구성에서는, 감광 드럼의 회전 방향에 있어서의 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 접촉하고 있는 접촉 길이가 어느 정도 크지 않으면 1차 전사 효율이 떨어져 버린다.
특허문헌 2에서는 각 감광 드럼의 상기 접촉 길이를 확보하도록 감광체의 중간 전사 벨트 걸침면에 대하여 2단계의 침입량을 설정하여 배치하고 있기 때문에, 높이 방향으로 장치가 대형화되는 과제가 있다.
또한, 특허문헌 3의 구성에서는 압입 부재가 3개 있기 때문에, 1차 전사 롤러를 생략하여 부품을 삭감한 비용 절감의 효과가 감소하는 과제가 있다.
본 발명은, 이동 가능한 무단의 중간 전사 벨트와,
상기 중간 전사 벨트를 구동하는 구동 롤러를 포함하는, 상기 중간 전사 벨트를 지지하는 복수의 지지 롤러와,
상기 복수의 지지 롤러 중의 제1 지지 롤러와 제2 지지 롤러 사이에서, 상기 중간 전사 벨트가 이동하는 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 제1 감광 드럼, 제2 감광 드럼, 제3 감광 드럼 및 제4 감광 드럼의 순으로 상기 중간 전사 벨트를 따라서 배열되며, 상기 중간 전사 벨트에 접촉하는 제1 내지 제4 감광 드럼과,
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 감광 드럼으로부터 제1, 제2, 제3, 제4 전사부에서 각각 상기 중간 전사 벨트에 전사한 토너상을 상기 중간 전사 벨트로부터 기록재에 전사하는 화상 형성 장치이며,
상기 제1 내지 제4 감광 드럼은, 상기 감광 드럼의 회전 중심에 직교하는 면에 있어서 상기 감광 드럼측에 형성되는 상기 제1 지지 롤러와 상기 제2 지지 롤러의 가상의 공통 접선보다도, 상기 중간 전사 벨트의 면을 내측으로 변위시키는 위치에 배치되고,
상기 제2 감광 드럼과 제3 감광 드럼 사이의 상기 중간 전사 벨트의 면을 외측으로 압입하는 압입 부재를 갖는 화상 형성 장치를 제공한다.
본원 발명에 의해, 각 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 접촉하는 접촉 길이를 확보하면서 장치의 높이를 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시 형태 1로서 나타내는 컬러 디지털 프린터 단면도.
도 2는 실시 형태 1의 풀 컬러 모드에서의 컬러 디지털 프린터 단면도.
도 3은 실시 형태 1의 모노크롬 모드에서의 컬러 디지털 프린터 단면도.
도 4는 실시 형태 3에 있어서의 컬러 디지털 프린터 단면도.
도 5는 실시 형태 3에 있어서의 컬러 디지털 프린터 단면도.
도 6은 컬러 디지털 프린터 단면의 개요를 도시하는 도면.
도 7은 제너 다이오드의 전기 특성을 도시하는 설명도.
도 8은 전사 콘트라스트의 조정 방법에 관한 설명도.
도 9는 전사 콘트라스트의 환경 테이블.
도 10은 중간 전사 벨트의 벨트 전위 측정 방법에 관한 설명도.
도 11은 벨트 전위차 ΔVitb와 2차 전사 전류의 관계를 도시하는 설명도.
도 12는 감광 드럼에 대한 중간 전사 벨트의 접촉 길이와 전사 효율의 관계를 도시하는 설명도.
도 13은 실시 형태 2에 있어서의 중간 전사 유닛 단면도.
도 14는 각 감광 드럼의 위치 관계를 도시하는 도면.
(실시 형태 1)
도 1은 실시 형태 1에 따른 화상 형성 장치(본 실시 형태에서는 전자 사진 방식의 탠덤형 풀 컬러 화상 형성 장치)의 구체예로서 컬러 디지털 프린터를 도시하는 개략 구성도이다.
[화상 형성 장치]
도 1에 있어서, 4개의 감광 드럼(101a 내지 101d)(제1 내지 제4 감광 드럼)은 상 담지체로서의 감광 드럼이다. 그 표면은 각각 대전 롤러(102a 내지 102d)(대전 수단)에 의해 표면이 균일한 전하로 대전된다. 레이저 스캐너(103)에는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 화상 신호가 입력된다. 이 화상 신호에 따라서, 레이저 스캐너(103)(노광 수단)는 각각의 대전된 감광 드럼 표면을 레이저광으로 조사하여 전하를 중화하고, 정전상을 형성한다. 현상기(104a, 104b, 104c, 104d)는 정전상을 현상하는 현상 수단으로서 각각 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)의 토너를 내포한다. 감광 드럼 상에 형성된 정전상은 현상기(104a, 104b, 104c, 104d)에 의해 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙의 토너를 사용하여 현상된다. 각 감광 드럼 상에 형성된 토너상은 중간 전사 벨트(106)에 1차 전사된다. 또한 본 실시 형태는 1차 전사 롤러를 갖지 않는 구성이다. 중간 전사 벨트는 토너상이 전사되는 무단 벨트 형상의 중간 전사체이며, 지지 부재로서의 지지 롤러(111a(제1 지지 롤러), 111b(제2 지지 롤러))에 의해 내측으로부터 지지된다. 또한 중간 전사 벨트가 이동하는 방향을 따라서, 지지 롤러(111a), 감광 드럼(101a, 101b, 101c, 101d), 지지 롤러(111b)의 순으로 배치된다. 즉, 감광 드럼(101a)(제1 상 담지체)은 최상류측에 배치되고, 감광 드럼(101b)(제2 상 담지체)은 감광 드럼(101a)의 하류측에 배치된다. 감광 드럼(101c)(제3 상 담지체)은 감광 드럼(101b)의 하류측에 배치되고, 감광 드럼(101d)(제4 상 담지체)은 감광 드럼(101c)의 하류측에 배치된다. 후에 설명하지만, 참조 부호 111a는 감광 드럼(101a)의 상류측에서, 감광 드럼(101a)과의 간격이 가장 짧은 위치에 배치되는 롤러(제1 지지) 부재이다. 참조 부호 111b는 감광 드럼(101d)의 하류측에서, 감광 드럼(101d)과의 간격이 가장 짧은 위치에 배치되는 롤러(제2 지지 부재)이다. 각 색의 토너상이 중간 전사체 벨트(106)에 겹쳐서 전사됨으로써, 중간 전사 벨트(106) 상에 풀 컬러의 토너상이 형성된다. 중간 전사체 벨트에 전사되지 않고 감광 드럼에 잔류한 전사 잔류 토너는, 드럼 클리너(107a 내지 107d)에 의해 회수된다. 이 화상 형성 동작은 제어부(800)에 의해 제어된다.
한편, 기록재는 급지 카세트(112)에 수납되어 있다. 혹은 수동 급송부(113)에 세트되어 있다. 기록재는 급지 카세트(112)와 수동 급송부(113) 중 어느 하나로부터 급송되고, 반송 롤러(114)에 의해 레지스트레이션 롤러(115)를 향하여 반송된다. 기록재의 선단이 정지 상태의 레지스트레이션 롤러(115)에 닿아, 루프가 형성된다. 그 후 기록재는 중간 전사체 벨트(106) 상의 토너상과 동기하는 타이밍에서 레지스트레이션 롤러(115)에 의해 반송된다.
레지스트레이션 롤러로부터 기록재 반송 방향에 있어서 하류측에는, 중간 전사 벨트를 지지하는 롤러(111b)와 대향하여, 토너상을 기록재에 전사하는 2차 전사부를 형성하는 전사 부재로서 2차 전사 외측 롤러(109)가 배치되어 있다. 즉, 지지 롤러(101b)는 2차 전사 내부 롤러로서 기능한다. 또한, 지지 롤러(111b)는 모터로부터 구동력을 받아, 중간 전사 벨트(106)를 구동하는 구동 롤러로서도 기능한다.
기록재가 2차 전사부에 반송되면, 전원에 의해 2차 전사 외측 롤러(109)에 전압이 인가됨으로써, 중간 전사 벨트(106) 상의 토너상은 2차 전사 외측 롤러(109)에 의해 기록재에 전사된다. 그 후, 토너상은 정착 장치(110)에 의해 가열 및 가압되어 기록재 상에 정착된다. 그 후, 기록재는 배출부(116)로부터 장치 본체의 기기 외부로 배출된다. 또한, 2차 전사부에 있어서 기록재에 전사되지 않고 중간 전사 벨트(106)에 잔류한 전사 잔류 토너는 중간 전사체 클리너(108)에 의해 회수된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 감광 드럼(101a(제1 감광 드럼), 101b(제2 감광 드럼), 101c(제3 감광 드럼), 101d(제4 감광 드럼))은 중간 전사 벨트에 외측으로부터 접촉한다. 각 감광 드럼과 중간 전사체 벨트는 서로 접촉하는 접촉부(1차 전사부, 1차 전사 닙, 제1 내지 제4 전사부) N1a(제1 전사부), N1b(제2 전사부), N1c(제3 전사부), N1d(제4 전사부)를 형성한다. 토너상은 각 접촉부에 있어서 각 상 담지체로부터 중간 전사 벨트에 전사된다. 또한, 각 접촉부는, 각 감광 드럼의 회전축에 직교하는 면에 있어서, 일직선 상에 배치된다. 또한, 본 실시 형태에서는 각 감광 드럼의 직경은 동일하므로, 각 감광 드럼의 회전 중심은 각 감광 드럼의 회전축에 수직인 면에 있어서, 일직선 상에 배치된다. 이와 같이 각 감광 드럼이 일직선 상에 배치됨으로써, 장치의 높이가 높아지는 것이 억제된다.
[중간 전사 유닛 및 지지 롤러의 배치]
1차 전사 롤러를 갖지 않는 구성에서는, 감광 드럼간의 벨트면이 처질 우려가 있다. 그러나 압입 부재를 각 감광 드럼간의 벨트면에 대하여 배치하면, 압입 부재가 복수개 필요하게 되므로, 비용 상승으로 이어질 우려가 있다.
따라서, 중앙의 2개의 감광 드럼(101b, 101c) 사이의 벨트면을 압입하는 압입 부재를 하나만 설치한다. 즉, 마젠타색용 감광 드럼(101b)과 시안색용 감광 드럼(101c) 사이의 중간 전사체의 영역(중앙 영역)만을 압입하는 압입 부재(111c)를 하나만 배치한다.
또한 본 실시 형태에서는, 접촉 길이를 길게 취하기 위해서, 지지 롤러(111a, 111b)의 배치를 이용한다.
여기서 지지 롤러(111a)와 지지 롤러(111b)의 감광 드럼이 배치된 측의 가상의 공통 접선을 B라 한다. 각 감광 드럼(101a, 101b, 101c, 101d)이, 이 공통 접선 B보다도 중간 전사 벨트가 내측으로 변위하도록, 중간 전사 벨트를 외측으로부터 압입하도록 배치한다.
또한, 중앙의 2개의 감광 드럼(101b, 101c)의 접촉 길이에 대해서는 압입 부재를 이용하여 접촉 길이를 길게 한다.
이와 같은 구성을 채용함으로써, 각 감광 드럼(101a, 101b, 101c, 101d)과 중간 전사 벨트의 접촉 길이를 길게 취할 수 있어, 접촉 길이를 길게 하기 위한 압입 부재의 개수를 하나로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 말하는 압입 부재는, 압입 부재가 존재하지 않는다고 가정한 경우의 상기 감광 드럼(101b)과 상기 감광 드럼(101c) 사이의 상기 중간 전사 벨트의 가상면에 대하여 5㎜ 압입하도록 배치된다.
물론 이 수치로 한정할 의도는 아니지만, 직경 30㎜의 감광 드럼이 배치되는 경우, 적어도 2.5㎜ 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 감광 드럼의 직경, 간격에 따라서 적절한 값으로 하는 것이 바람직하다.
도 14를 사용하여, 본 실시 형태에 있어서의 각 감광 드럼의 배치에 대하여 더 설명한다.
1차 전사부(N1a)로부터 인접하는 1차 전사부(N1b)까지의 벨트 상의 길이, 1차 전사부(N1b)로부터 인접하는 1차 전사부(N1c)까지의 벨트 상의 길이, 그리고 1차 전사부(N1c)로부터 인접하는 1차 전사부(N1d)까지의 벨트 상의 길이가 중간 전사 벨트를 구동하는 구동 롤러의 둘레 길이의 정수배와 상이하면, 구동 롤러의 편심에 기인하여 중간 전사 벨트의 속도 불균일이 발생하여 색 어긋남이 발생할 우려가 있다. 색 어긋남이 발생하는 것을 억제하기 위해서는, 인접하는 1차 전사부끼리의 중간 전사 벨트 상의 간격이 구동 롤러의 둘레 길이의 정수배로 되는 것이 바람직하다. 즉, 인접하는 감광 드럼의 전사부의 중앙부끼리의 중간 전사 벨트 상의 거리가 구동 롤러의 둘레 길이의 정수배로 되는 관계이다.
도 14에 있어서, 1차 전사부(N1a)에 있어서의 중앙부를 Ca, 1차 전사부(N1b)에 있어서의 중앙부를 Cb, 1차 전사부(N1c)에 있어서의 중앙부를 Cc, 1차 전사부(N1d)에 있어서의 중앙부를 Cd라 한다. 또한, 중간 전사 벨트 상의 Ca와 Cb 사이의 길이 L1, 중간 전사 벨트 상의 Cb와 Cc 사이의 길이 L2, 중간 전사 벨트 상의 Cb와 Cc 사이의 길이 L3이라 한다.
즉 색 어긋남이 발생하는 것을 억제하기 위해서는, L1=L2=L3으로 한 후에, 각각을 구동 롤러의 둘레 길이의 정수배의 길이로 하는 것이 바람직하다.
그러나, 본 실시 형태에서는, 압입 롤러가 감광 드럼(101b, 101c)간의 벨트면에 대하여 배치되지만, 압입 롤러는 감광 드럼(101a, 101b)간이나 감광 드럼(101b, 101c)간의 벨트면에 대해서는 배치되지 않는다.
여기서, 지지 롤러(111a)는 감광 드럼(101a)의 1차 전사부(N1a)를 상류측으로 확대하도록 배치되고, 지지 롤러(111b)는 감광 드럼(101d)의 1차 전사부(N1d)를 하류측으로 확대하도록 배치된다.
그 때문에 1차 전사부(N1a)에 있어서의 중앙부는 1차 전사부(N1a)에 있어서의 중간 전사 벨트 이동 방향에 있어서의 중앙부이므로, 중앙부는 감광 드럼(101a)의 회전 중심 Ra보다도 상류측으로 어긋난다. 그 때문에, L1은 감광 드럼(101a)의 회전 중심 Ra와 감광 드럼(101b)의 회전 중심 Rb의 간격 I1보다 넓다. 또한, Ca는 Ra보다도 상류측이며, Cb는 Rb보다도 하류측으로 된다.
마찬가지로, L3은 감광 드럼(101c)의 회전 중심 Rc와 감광 드럼(101d)의 회전 중심 Rd의 간격 I3보다 넓다. 또한, Cc는 Rc보다도 상류측이며, Cd는 Rd보다도 하류측으로 된다.
이 구성에서 L2를 L1(L3)과 동일하게 하기 위해서, 압입 롤러의 압입량을 크게 하는 방법이 생각된다. 그러나, 압입 롤러의 압입량을 크게 함으로써, L2를 L1(L3)과 동일하게는 할 수 있어도, 벨트면이 클리닝 장치(107b)나 현상 유닛(104c)에 접촉할 우려가 있다.
즉, 압입 롤러의 압입량을 크게 하지 않고, L2를 L1(L3)과 동일하게 하는 방법이 요구된다.
따라서 본 실시 형태에서는, 감광 드럼(101b)의 회전 중심 Rb와 감광 드럼(101c)의 회전 중심 Rc의 거리 I2를 I1, I3보다도 길게 함으로써, L2를 L1(L3)과 동일한 길이로 하고 있다.
도 14는 각 감광 드럼의 위치 관계를 도시한다. I1은 감광 드럼(101a)의 회전 중심과 감광 드럼(101b)의 회전 중심의 간격이다. I2는 감광 드럼(101b)의 회전 중심과 감광 드럼(101c)의 회전 중심의 간격이다. I3은 감광 드럼(101c)의 회전 중심과 감광 드럼(101d)의 회전 중심의 간격이다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 I1=I3<I2의 관계로 되어 있다.
즉, 압입 부재가 그 사이에 배치되지 않는 감광 드럼의 회전 중심 위치간의 거리 I1, I3은 서로 동일하다. 또한, 압입 부재(111c)가 그 사이에 배치되는 감광 드럼의 회전 중심간의 간격 I2는 압입 부재(111c)가 그 사이에 배치되지 않는 감광 드럼의 회전 중심간의 간격 I1, I3보다 길다. 또한, 본 실시 형태에서는 간격 I1, I3은 90㎜, 거리 I2는 93.8㎜이다.
또한 본 실시 형태에서는 구동 롤러의 둘레 길이에 맞추어, n을 정수로 하고, Lb를 구동 롤러의 둘레 길이라 하면, L1=L2=L3=n×Lb의 관계를 만족시킨다. 즉, L1, L2, L3은 구동 롤러(111b)의 둘레 길이 Lb의 정수배의 길이와 동일하다. 또한, 본 실시 형태에서는, 구동 롤러 직경(외경)이 φ29.444㎜이고 둘레 길이 Lb는 46.25㎜, L=92.5이므로, L=2Lb로 되어 있다.
또한, 지지 롤러(111a, 111b)의 직경(외경)은 φ29.44㎜이다. 여기에서 압입 롤러의 직경(외경)은 φ8㎜이다. 즉, 압입 롤러의 직경은 중간 전사 벨트를 지지하는 롤러 중에서 가장 작다. 이 이유에 대하여 설명한다. 압입 롤러에 중간 전사 벨트가 권취되는 접촉 길이는 그 밖의 지지 롤러(111a, 111b)에 비해 작다. 그 때문에, 중간 전사 벨트가 압입 롤러에 가하는 부하는 작으므로 휘기 어렵게 되어 있다. 따라서, 압입 롤러로서 지지 롤러(111a, 111b)보다도 소직경의 롤러를 사용함으로써, 비용 절감을 도모하면서 압입 롤러가 휘는 것을 억제할 수 있다.
또한, 압입 부재가 감광 드럼(101a, 101b) 사이의 중간 전사 벨트의 벨트면을 압입하지 않고, 감광 드럼(101c, 101d) 사이의 중간 전사 벨트의 벨트면을 압입하지 않는 구성이다. 그 때문에, 감광 드럼(101a, 101b) 사이의 중간 전사 벨트의 벨트면은 평면이고, 감광 드럼(101c, 101d) 사이의 중간 전사 벨트의 벨트면은 평면이다.
여기서, 중간 전사 유닛(100)에 대하여 설명한다. 중간 전사 유닛(100)은 장치 본체에 대하여 본체 상의 중간 전사 유닛 삽발 레일을 따라서 삽발 가능하다. 중간 전사 유닛(100)은 지지 롤러(111a(제1 지지 부재), 111b(제2 지지 부재)) 및 압입 부재(압입 롤러)(111c)를 회전 가능하게 지지하는 도시하지 않은 중간 전사 프레임을 갖고 있다. 지지 롤러(111a)는 중간 전사 프레임에 대하여 이동 가능하며, 중간 전사 벨트(106)의 텐션을 유지하는 방향으로 스프링에 의해 가압되고 있다. 즉, 지지 롤러(111a)는 중간 전사체 벨트에 텐션을 부여하는 텐션 롤러로서 기능한다. 지지 롤러(111b)는 도시하지 않은 모터(구동원)에 의해 중간 전사체 벨트를 구동하는 구동 롤러로서 기능한다. 또한 지지 롤러(111b)는 2차 전사 외측 롤러(109)에 중간 전사체 벨트를 개재하여 대향하는 2차 전사 내부 롤러로서도 기능한다. 중간 전사 유닛이 장치 외에 있을 때는, 중간 전사체 벨트(106)는 지지 롤러(111a, 111b)에 의해 중간 전사 유닛(100)에 회동 가능하게 지지된다.
또한, 중간 전사 벨트의 위치를 움직이는 수단으로서의 캠(801)이 배치된다. 캠이 회전함으로써, 감광 드럼(101a, 101b, 101c, 101d)의 4개와 접촉한 상태(제1 상태)를 형성할 수 있다. 또한, 캠이 회전함으로써, 중간 전사 벨트가 감광 드럼(1011a, 101b, 101c)으로부터 이격하고, 중간 전사 벨트가 감광 드럼(101d)과 접촉한 상태(제2 상태)를 형성할 수 있다.
여기서, 가상 평면 A는, 단면 상(도 1 상) 일직선으로 배치된 감광 드럼의 중간 전사 벨트에 접하는 측의 감광 드럼 접선끼리로 연결된 가상 평면인 것으로 한다. 중간 전사 유닛을 장치 본체 내에 장착하면, 가상 평면 A에 대하여, 감광 드럼(101a)의 상류에 있어서 지지 롤러(111a)가 침입한다. 또한, 가상 평면 A에 대하여, 감광 드럼(101d)의 하류에 있어서 지지 롤러(111b)가 침입한다. 또한, 가상 평면 A에 대하여, 감광 드럼(101b, 101c) 사이에 있어서 압입 부재(111c)가 침입한다. 그 결과, 각 감광 드럼에 중간 전사 벨트가 권취되는 구성으로 된다.
본 실시 형태의 경우, 감광 드럼(101a, 101b, 101c, 101)의 직경이 30㎜로 동일하다. 또한, 압입 롤러(111)는 감광 드럼(101b)과 감광 드럼(101c) 사이의 영역에서 중앙의 위치를 압입하도록 배치된다. 또한, 각 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 대하여 5㎜ 정도 침입함으로써, 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 약 2.5㎜ 권취되는 구성으로 되어 있다. 즉, 각 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 권취되는 양<접촉 길이>이 동일해지도록 설정된다.
중간 전사 벨트(106)는 감광 드럼(101a 내지 101d)에 대하여 주속(周速)이 빠르게 설정되어 있어, 중간 전사 벨트(106)와 감광 드럼(101a 내지 101d) 사이에는 마찰력이 발생한다. 여기서, 감광 드럼(101a)의 상류의 텐션을 T0, 감광 드럼(101a, 101b)간의 텐션을 T1, 감광 드럼(101b, 101c)간의 텐션을 T2라 한다. 또한, 감광 드럼(101b, 101c)간의 텐션을 T3, 감광 드럼(101c, 101d)간의 중간 전사 벨트의 텐션을 T4라 한다. 또한, 감광 드럼(101d)의 하류의 중간 전사 벨트의 텐션을 T5, 각 감광 드럼으로부터 받는 마찰 계수를 μ라 한다. 또한, 중간 전사 벨트(106)가 감광 드럼(101a 내지 101d)에 권취되어 있는 각도를 θ라 한다. 그렇게 하면, 기지의 오일러의 이론으로부터 T1=T0e^μθ, T2=T1e^μθ, T3=T2e^μθ, T4=T3e^μθ, T5=T4e^μθ로 나타낼 수 있다. 즉 T0<T1<T2<T3<T4<T5로 되는 것을 알 수 있다.
본 실시 형태는, 감광 드럼(101b, 101c)간에만 중간 전사 벨트를 감광 드럼에 권취하는 롤러를 갖는 구성이다. 이 구성에서는, 감광 드럼(101c, 101d)간에도 중간 전사 벨트를 감광 드럼에 권취하는 롤러를 갖는 종래 구성보다도, 지지 롤러에 가해지는 텐션이 작다. 그 때문에, 권취하는 지지 롤러의 직경을 작게 할 수 있다.
[컬러 모드, 모노크롬 모드]
풀 컬러 모드와 모노크롬 모드에 대하여 도 2, 도 3을 사용하여 설명한다.
본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 블랙 단색용 감광체를 사용하여 화상을 형성하는 블랙 단색 모드와, 각 색용 감광체를 사용하여 화상을 형성하는 컬러 모드의 전환을 실행할 수 있도록 구성된다. 블랙 단색 모드, 컬러 모드는 제어부(800)를 사용하여 실행된다.
즉, 제어부(800)는 각 색에 대하여 화상을 형성하기 위한 동작뿐만 아니라, 캠(801)도 제어함으로써 블랙 단색 모드와 컬러 모드의 전환을 행한다.
도 3에 도시된 바와 같이 블랙 단색 모드에서는, 블랙색용 감광 드럼(101d)과 중간 전사 벨트(106)가 서로 접촉하여 토너상을 전사하는 1차 전사부를 형성한다. 그 밖의 색, 즉 옐로우, 마젠타, 시안 각각의 감광체(101a, 101b, 101c)는 중간 전사 벨트로부터 이격된 상태로 되어 있다. 즉 블랙 단색 모드는 제2 상태에서 행해진다. 중간 전사 벨트(106)의 이동 방향에 있어서 옐로우용 감광 드럼(101c)과 블랙용 감광 드럼(101d) 사이의 위치에서 중간 전사 벨트(106)에 접촉 및 이격이 가능(접촉 분리 가능)한 접촉 부재로서 롤러(111d)가 배치된다. 이 이유는 블랙 단색 모드에서는 블랙색용 1차 전사부의 형상을 평평하게 하기 때문이다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이 컬러 모드에서는, 옐로우, 마젠타, 시안, 블랙 각각의 감광체(101a, 101b, 101c, 101d)가 중간 전사 벨트에 접촉한 상태로 되어 있다(제1 상태). 감광체(101a, 101b, 101c, 101d)와 중간 전사 벨트가 서로 접촉하여 각각의 1차 전사부를 형성한다. 컬러 모드에서는, 롤러(111d)는 중간 전사 벨트와 서로 이격된 상태이다. 또한 본 실시 형태에서는 컬러 모드에서는 롤러(111d)와 중간 전사 벨트는 서로 이격된 상태이지만, 이 구성에 한정할 의도는 아니다. 롤러(111d)가 중간 전사 벨트에 접촉하는 구성으로 할 수도 있다.
풀 컬러 모드의 경우, 도 2에서 도시된 바와 같이, 감광 드럼(101a)의 상류에 있어서 지지 롤러(111a)가 가상 평면 A에 대하여 침입한다. 또한, 감광 드럼(101d)의 하류에서 지지 롤러(111b)가 가상 평면 A에 대하여 침입한다. 또한, 감광 드럼(101b, 101c) 사이에 있어서 압입 부재(111c)가 가상 평면 A에 대하여 침입한다. 그 결과, 각 감광 드럼(101a 내지 101d)에 대하여 중간 전사 벨트(106)가 권취된다. 이때, 롤러(111d)는 감광 드럼(101c, 101d) 사이에서 중간 전사 벨트(106)에 접촉하지만, 중간 전사 벨트(106)를 압입하지 않으므로 중간 전사 벨트(106)로부터의 텐션을 거의 받지 않는다.
모노크롬 모드의 경우, 도 3과 같이 지지 롤러(111a), 압입 부재(111c)가 감광 드럼측으로부터 멀어지는 방향으로 이동한다. 중간 전사 벨트(106)는 감광 드럼(101a 내지 101c)에 대하여 이격하고, 감광 드럼(101a 내지 101c)을 사용하는 상 형성부는 정지 가능하게 된다. 또한, 흑색의 감광 드럼(101d)에 대하여 중간 전사 벨트(106)는 지지 롤러(111b, 111d)에 의해 권취 상태를 유지할 수 있어, 모노크롬 인쇄가 가능해진다.
[1차 전사 고압리스 시스템]
본 실시 형태의 화상 형성 장치는, 2차 전사부에 고압 전원에 의해 인가된 전류가 중간 전사 벨트를 통하여 각각의 감광 드럼에 유입됨으로써, 종래의 1차 전사부와 마찬가지의 작용을 행하는 구성이다(이하, 1차 전사 고압리스 시스템으로 기재).
본 실시 형태에서 사용하는 중간 전사 유닛(100)에 대하여 설명한다. 중간 전사 벨트(106)는 내면측의 기층과 외면측의 표층의 2층 구성이다. 기층은 폴리이미드 혹은 폴리아미드 등의 수지 또는 각종 고무 등에 카본 블랙 등의 대전 방지제를 적당량 함유시킨 것이 사용된다. 그 체적 저항률이 102 내지 107Ωㆍ㎝로 되도록 형성된다. 그 두께는 예를 들면 45 내지 100㎛ 정도의 필름상의 무단 벨트로 구성된다. 여기서, 체적 저항률의 측정에는 미쯔비시 가가꾸 아날리테크사제의 하이레스타 UP MCP-HT450형을 사용하고, 측정 조건은 10[V], 10[sec]으로 하였다. 사용되는 수지는 폴리페닐렌술피드(PPS), PVdF, 나일론, PET, PBT, 폴리카르보네이트, PEEK, PEN 등을 사용할 수 있다. 표층은 전기적으로는 거의 절연에 가까운 코트층이다. 그 두께는 0.5 내지 10㎛이다. 또한, 표층을 포함한 두께 방향의 체적 저항률은 1010 내지 1013Ωㆍ㎝로 되도록 형성된다. 표층을 포함한 두께 방향의 체적 저항률의 측정 조건은 100[V], 10[sec]로 하였다. 중간 전사 벨트(106)는 각종 롤러에 의해 소정의 속도로 순환 구동(회동)되고 있으며, 본 실시 형태의 프로세스 스피드는 135㎜/sec로 한다. 각종 롤러로서는, 정속성이 우수한 모터에 의해 구동되어 중간 전사 벨트를 순환 구동시키는 구동 롤러(111b)(2차 전사 내부 롤러 겸용)가 있다. 또한, 중간 전사 벨트(106)에 대하여 일정한 장력을 부여함과 함께 중간 전사 벨트(106)의 사행을 방지하는 보정 롤러로서 기능하는 텐션 롤러(111a)나, 제2- 제3 스테이션간 내측으로부터 중간 전사 벨트(106)에 접촉되는 압입 부재(111c)가 있다. 또한, 텐션 롤러(111a)에 대한 벨트 텐션은 5 내지 12kgf 정도로 되도록 구성된다.
[중간 전사 벨트의 표면 전위 조정 방법]
본 실시 형태에서는, 1차 전사를 안정시키기 위해서, 전압이 인가되면, 소정 전위를 유지하는 전위 유지 수단으로서, 정전압 소자인 제너 다이오드가 사용된다.
제너 다이오드는, 중간 전사 벨트의 전위를 일정하게 유지하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이 중간 전사 벨트와 접지 전위 사이에 배치된다. 본 실시 형태에서는, 제너 다이오드는 전압이 인가되면, 소정 전위로서 300V를 유지하도록 2차 전사 고압 전원의 전압이 설정된다.
2차 전사 고압 전원에 의해 전압이 인가되면, 제너 다이오드의 전위가 소정 전위로 유지되고, 감광 드럼과 중간 전사 벨트 사이에 1차 전사 전계도 형성된다. 또한, 2차 전사 고압 전원에 의해 전압이 인가되면, 중간 전사 벨트와 2차 전사 외부 롤러 사이에 2차 전사 전계가 형성된다.
중간 전사 벨트(106)를 지지하고 있는 지지 롤러(111a, 111b), 압입 부재(111c)는 도전성의 부재로 구성되고, 모두 제너 다이오드를 통하여 접지 전위에 접속하고 있다. 즉 제너 다이오드는 지지 롤러(111a, 111b), 압입 부재(111c)와 접지 전위 사이에 접속된다.
도 7에 제너 다이오드의 전기 특성(VI 특성)을 도시한다. 제너 다이오드는 제너 전압 이상의 전압이 인가될 때까지 거의 전류가 흐르지 않고, 소정의 제너 전압을 상회하면 급격하게 전류가 흐르는 VI 특성을 갖는다.
본 실시 형태에 있어서는, 이 제너 다이오드의 전기 특성을 이용하여, 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위를 소정의 전위로 일정 제어한다. 즉, 설정하고 싶은 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위를 제너 전압으로 하고, 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위가 제너 전압을 상회하도록 2차 전사 전압을 제어함으로써, 항상 중간 전사 벨트의 표면 전위를 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 있어서는, 제너 전압이 25V인 복수의 제너 다이오드를 직렬로 연결하고, 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위를 300V로 설정하였다. 또한, 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위는 사용하는 토너의 종류나, 감광 드럼, 중간 전사 벨트의 재료 등의 조합에 따라 상이한 것이며, 200V 내지 600V 정도로 설정하도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 2차 전사 고압 전원에 의해 2차 전사 외부 롤러(109)에 인가된 전류가 중간 전사 벨트(106)를 통하여 각각의 감광 드럼(101a 내지 101d) 방향으로 흐를 수 있다. 그 결과, 종래의 1차 전사부와 마찬가지의 1차 전사 전계가 형성되어, 감광 드럼(101a 내지 101d)으로부터 중간 전사 벨트(106)로의 토너의 전사를 실행한다.
또한, 본 실시 형태에서는 모든 지지 롤러(111a, 111b), 압입 부재(111c)를 제너 다이오드를 통하여 접지 전위에 접속하고 있지만, 제너 다이오드 대신에 동일하게 정전압 소자인 배리스터를 사용해도 상관없다. 또한, 108[Ω] 이상의 저항 소자를 이용해도 된다.
[1차 전사 콘트라스트의 조정 방법]
다음에, 1차 전사 콘트라스트의 조정 방법에 대하여 설명한다. 도 8의 (a)는 본 실시 형태에 있어서의 감광 드럼(101a 내지 101d)의 표면 전위와 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위의 관계를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 감광 드럼(101a 내지 101d)의 표면 전위는 -600V로 대전된다. 이것이 암부 전위 Vd이다. 그 후, 균일하게 대전된 감광 드럼(101a 내지 101d)의 화상 형성부를 노광 수단에 의해 노광함으로써 감광 드럼(101a 내지 101d)의 표면 전위는 명부 전위 Vl로 변화된다. 여기에서는 -150V로 한다.
이 감광 드럼(101a 내지 101d) 상의 표면 전위에 대하여 현상 장치(104a 내지 104d)에 의해 현상 바이어스 Vdc(현상 고압의 DC 성분)가 인가된다. 현상 바이어스 Vdc와 감광 드럼 Vl의 차분인 현상 콘트라스트에 의해 네가티브 대전된 토너가 감광 드럼(101a 내지 101d) 상에 현상된다. 여기에서는 Vdc를 -400V로 하고, 현상 콘트라스트 Vcont는 250V로 된다.
또한, 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위 Vitb는 미리 원하는 특성을 갖는 제너 다이오드를 선택함으로써 원하는 값으로 설정할 수 있다. 제너 전압을 300V로 설정하면 1차 전사 콘트라스트는 Vitb와 Vl의 차분으로부터 450V로 된다.
본 실시 형태에 있어서는, 1차 전사 콘트라스트를 조정하는 경우에는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이 중간 전사 벨트(106)의 표면 전위 Vitb가 아니라, 감광 드럼(101a 내지 101d)의 표면 전위 Vd, Vl을 변화시킴으로써 1차 전사 콘트라스트를 조정한다. 단, 현상 바이어스 Vdc를 변화시키는 경우는, 현상 콘트라스트 Vcont, Vback를 고정한 채로 Vd, Vdc, Vl을 마이너스측으로 오프셋시키는 제어를 실시한다.
도 9는 Y, M, C, Bk의 각 색에 대한 전사 콘트라스트의 환경 테이블이다. 이와 같이 1차 전사 콘트라스트의 환경 테이블을 색마다 갖고, 각 환경(수분량)에 따라 전환하는 제어를 함으로써, 각 환경 및 각 색마다 필요한 1차 전사 콘트라스트를 얻을 수 있다.
또한, 내구 변화에 대해서는 내구 매수에 따라서 1차 전사 콘트라스트의 환경 테이블을 전환하는 제어를 함으로써, 내구 변화에 대해서도 필요한 1차 전사 콘트라스트를 얻을 수 있다.
[중간 전사 유닛 내에 있어서의 벨트 전위]
다음에, 중간 전사 유닛(100) 내에 있어서의 벨트 전위에 대하여 설명한다. 도 10은 중간 전사 유닛(100) 내에 있어서의 둘레 방향의 벨트 전위의 측정 방법에 대하여 도시하는 설명도이다. 또한, 도 11에 있어서, ΔVitb는 최상류측의 Y색의 1차 전사부에 있어서의 중간 전사 벨트의 전위와, 최하류측의 K색의 1차 전사부에 있어서의 중간 전사 벨트의 전위의 차분을 나타낸다. 즉 도 11은 ΔVitb와 2차 전사 전류의 관계를 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 바와 같이 지지 롤러(111a, 111b), 압입 부재(111c)를 플로트로 한 상태에서, 제1 스테이션 및 제4 스테이션의 1차 전사부에 표면 전위계의 프로브를 배치하여 벨트 전위를 측정하였다. 또한, 표면 전위계는 트렉 재팬 가부시끼가이샤제의 Model344를 사용하였다.
도 11에 도시된 바와 같이, 2차 전사 전류가 커질수록, ΔVitb가 커지는 경향이 있다. 이 이유는, 흐르는 전류가 커지면 최상류측의 감광 드럼(101a)과 최하류측의 감광 드럼(101d) 사이의 중간 전사 벨트에서의 전압 강하가 커지기 때문이다. 또한, 기층의 체적 저항률이 커질수록, ΔVitb가 커지는 경향이 있다. 이 이유는, 기층의 체적 저항률이 커지면 최상류측의 감광 드럼(101a)과 최하류측의 감광 드럼(101d) 사이의 중간 전사 벨트의 기층에서의 전압 강하가 커지기 때문이다.
벨트의 기층의 저항이 큰 경우에는, 벨트의 전위에 구배가 발생할 우려가 있다. 그 결과, 감광 드럼의 암부 전위 Vd의 설정이 각 색의 감광 드럼에 대하여 동일해도, 1차 전사에 기여하는 전류가 각 색의 감광 드럼에 대하여 동일하게 되지 않을 우려가 있다.
따라서 1차 전사 고압리스 시스템에서는, 중간 전사 벨트의 전위에 구배가 발생하는 것을 억제하도록, 중간 전사 벨트의 체적 저항률의 상한값을 정한다.
2차 전사 전류가 설정 전류(설정 전류 35.0[μA])인 경우에, 최상류측의 1차 전사부로부터 최하류측의 1차 전사부까지의 영역에서, 중간 전사 벨트의 전위가 거의 등전위(ΔVitb≤수10[V])로 되도록 중간 전사 벨트(106)의 기층의 체적 저항률 상한값이 결정된다.
그 결과, 감광 드럼(101a 내지 101d)의 암부 전위 Vd를 각 색의 감광 드럼에 대하여 동일값으로 설정한 경우, 각 감광 드럼에 유입되는 전류의 값이 거의 동일하게 되는 것을 확인하였다.
(실시 형태 2)
실시 형태 1과 중복되는 점에 대해서는 설명을 생략한다. 실시 형태 1과 상이한 점에 대하여 설명한다. 실시 형태 1에서는, 감광 드럼과 중간 전사 벨트의 접촉 길이가 감광 드럼(101a 내지 101d)에 대하여 동일하다. 이에 반해 실시 형태 2에서는 접촉 길이가 감광 드럼에 따라 상이하다.
[접촉 길이와 전사 효율의 관계]
계속해서, 감광 드럼(101a 내지 101d)에 대한 중간 전사 벨트(106)의 접촉 길이와 전사 효율의 관계에 대하여 설명한다. 도 12는 감광 드럼(101a 내지 101d)에 대한 중간 전사 벨트(106)의 접촉 길이와 감광 드럼(101a 내지 101d) 상에 있어서의 전사 효율의 관계를 도시하는 설명도이다. 또한, 감광 드럼(101a 내지 101d) 상의 전사 잔류 농도의 측정에는 X-rite 분광계를 사용하였다. 도 12에 도시한 바와 같이, 중간 전사 벨트(106)의 접촉 길이를 증가시킬수록, 전사 효율의 상승이 빨라지고, 또한, 최고 전사 효율이 양호해지는 것을 확인하였다.
[본 실시 형태에 있어서의 중간 전사 유닛]
도 6은 본 실시 형태에 있어서의 중간 전사 유닛(100)의 단면 구성에 관한 설명도이다. 상술한 바와 같이, 1차 전사 고압리스 시스템에 있어서, 중간 전사 벨트의 전위 구배를 억제하도록, 중간 전사 벨트(106)의 기층의 체적 저항률 상한값을 결정하였다. 그러나, 중간 전사 벨트(106)의 기층의 체적 저항률은 제조상 불가피한 변동을 갖는다. 그 결과, 중간 전사 벨트의 전류 경로에 있어서의 최상류측의 1차 전사부와 최하류측의 1차 전사부의 전위차 ΔVitb가 지나치게 커서, 어느 하나의 1차 전사부의 전사 효율이 목표값을 하회해 버릴 우려가 있다.
여기서 전류 경로란, 2차 전사 고압 전원으로부터 2차 전사 외부 롤러(109), 중간 전사 벨트(106)의 2차 전사 외부 롤러(109)에 접촉하는 부분, 중간 전사 벨트(106)의 지지 롤러(111b)에 접촉하는 부분을 경유하고, 또한 중간 전사 벨트(106)를 경유하여 각각의 감광 드럼(101a 내지 101d)까지 전류가 흐르는 경로를 말한다.
상류측이란 2차 전사 고압 전원측을 말하고, 하류측이란 감광 드럼측을 말한다.
또한, 지지 롤러(111b)는 다른 지지 롤러(111a) 및 압입 부재(111c)와 함께 제너 다이오드의 일단부측에 접속된 등전위의 부재이다.
따라서, 지지 롤러(111a), 지지 롤러(111b) 및 압입 부재(111c)로부터 1차 전사부까지의 전사 벨트(106)를 통과하는 최단 거리가 가장 짧은 감광 드럼이 가장 상류측에 위치하고, 최단 거리가 가장 긴 감광 드럼이 가장 하류측에 위치하게 된다.
따라서 본 실시 형태에서는, ΔVitb가 규격으로부터 벗어난 경우라도 전류 경로에 있어서의 하류측에 있는 감광 드럼에서의 전사성을 확보하는 것을 목표로 하여 다음과 같은 구성이 채용되는 것이 바람직하다. 즉, 기록재를 반송하는 방향에 있어서 감광 드럼의 배치가 전류 경로에 있어서의 하류측에 위치할수록, 감광 드럼과 중간 전사 벨트(106)의 접촉 길이가 커지는 것이 바람직하다. 이와 같은 접촉 길이로 하기 위해서, 중간 전사 벨트(106)에 대한 각 감광 드럼(101a 내지 101d)의 침입량 및 압입 부재(111c)의 중간 전사 벨트(106)에 대한 침입량이 설정된다. 본 실시 형태에서는 감광 드럼의 배치가 전류 경로에 있어서의 하류측일수록, 감광 드럼과 중간 전사 벨트(106)의 접촉 길이가 커지도록 설정된다. 물론 이 구성에 한정할 의도는 아니다. 도 13에 도시한 바와 같은 구성으로 할 수도 있다.
이상과 같은 중간 전사 유닛의 단면 구성을 취함으로써, 저비용화 및 장치 소형화를 가능하게 하고, 또한, 1차 전사부의 전사성을 확보하는 것이 가능해진다.
또한 본 실시 형태에서는, 감광 드럼 접촉 길이가 기록재를 반송하는 방향에 있어서 전류 경로에 있어서의 하류측에 배치된 감광 드럼일수록 커지도록, 지지 롤러가 배치된다. 그리고, 압입 롤러(111)는 감광 드럼(101b, 101c) 사이의 영역에서 중앙에 배치되는 구성이다. 그러나 이 구성에 한정할 의도는 아니다.
(실시 형태 3)
실시 형태 1과 중복되는 점에 대해서는 설명을 생략한다. 실시 형태 1과 상이한 점에 대하여 설명한다. 실시 형태 1에서는, 중간 전사 벨트의 1차 전사부가 형성하는 1차 전사면이 수평을 따라서 배치되지만, 실시 형태 3에서는 중간 전사 벨트의 1차 전사부가 형성되는 1차 전사면이 수평면에 대하여 비스듬하게 기울어져 배치된다.
도 4, 도 6은 실시 형태 3에 따른 화상 형성 장치(본 실시 형태에서는 전자 사진 방식의 탠덤형 풀 컬러 화상 형성 장치)의 구체예로서 컬러 디지털 프린터를 도시하는 개략 구성도이다.
화상 형성의 개요는 실시 형태 1에서 설명한 것과 마찬가지이기 때문에, 생략한다.
중간 전사 유닛(100)에 대하여 설명한다. 중간 전사 유닛(100)은 지지 롤러(111a, 111b), 압입 부재(111c)를 회전 가능하게 지지하는 도시하지 않은 중간 전사 프레임을 갖고 있다.
도 4에 있어서, 침입량 D3은 감광 드럼(101a 내지 101d)의 중간 전사 벨트측의 면 A에 대하여, 지지 롤러(111a)의 감광 드럼 방향으로의 침입량이다. 침입량 D1은 감광 드럼(101a 내지 101d)의 중간 전사 벨트측의 면 A에 대하여, 지지 롤러(111b)의 감광 드럼 방향으로의 침입량이다. 침입량 D2는 감광 드럼(101a 내지 101d)의 중간 전사 벨트측의 면 A에 대하여, 압입 부재(111c)의 감광 드럼 방향으로의 침입량이다.
본 실시 형태에서는, 각 색의 상 형성부의 위치 결정의 확실함으로부터 도 5와 같이 반송부를 회동함으로써, 중간 전사 유닛(100)의 지지 롤러(111b)측을 노출시키고, 중간 전사 유닛(100)을 지지 롤러(111b)측으로 인출하는 구성을 취하고 있다.
상기와 같이 중간 전사 유닛(100)을 도면의 우측으로 인출하는 경우, 지지 롤러(111a, 111b)가 감광 드럼에 접촉하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그를 위해서는, 중간 전사 유닛(100)을 감광 드럼으로부터 이격되는 방향으로 이동하고 나서, 도면의 우측으로 인출하는 것이 유효하다. 압입 부재(111c)의 침입량 D2는 중간 전사 벨트(106)와 각 감광 드럼(101a 내지 101d)의 접촉 길이와 감광 드럼간 피치에 의해 결정되고, D2만큼 중간 전사 유닛(100)을 감광 드럼으로부터 이격되는 방향으로 이동시키는 최저 조건으로 된다. 지지 롤러(111a)의 침입량 D1이 D2보다도 큰 경우는 D1만큼 중간 전사 유닛(100)을 드럼으로부터 이격되는 방향으로 이동해야만 하므로, D1≤D2로 설정함으로써, 최소의 이동량 D2로 중간 전사 유닛을 삽발할 수 있다. 또한, 최하류의 감광 드럼(101d)과 2차 전사 롤러(109) 사이에는 각 감광 드럼간의 인자 위치 조정을 위한 및 농도 조정을 위한 센서(도시 생략)가 배치되기 때문에, D3은 커져 버리지만, 중간 전사 유닛(100)을 인출할 때 감광 드럼과 접촉하는 일은 없으므로 문제없다.
따라서, 중간 전사 유닛(100)을 지지 롤러(111b)측으로 인출하기 위해서, 중간 전사 유닛(100)을 감광 드럼으로부터 이격되는 방향으로의 이동 거리를 최소로 하기 위해서는
Figure pct00001
일 필요가 있다.
또한 본 실시 형태에서는, 압입 롤러가 감광 드럼(101b, 101c) 사이의 벨트면에만 배치되지만, 실시 형태 4에서는 압입 롤러가 그 밖의 감광 드럼간의 벨트면에도 배치되는 구성으로 할 수도 있다.
본원 발명에 의해, 각 감광 드럼이 중간 전사 벨트에 접촉하는 접촉 길이를 확보하면서 장치의 높이를 낮게 억제하는 것이 가능해진다.

Claims (11)

  1. 이동 가능한 무단의 중간 전사 벨트와,
    제1 지지 롤러와 제2 지지 롤러를 포함하는, 상기 중간 전사 벨트를 지지하는 복수의 지지 롤러와,
    상기 제1 지지 롤러와 상기 제2 지지 롤러 사이에서, 상기 중간 전사 벨트가 이동하는 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 제1 감광 드럼, 제2 감광 드럼, 제3 감광 드럼 및 제4 감광 드럼의 순으로 상기 중간 전사 벨트를 따라서 배열되며, 상기 중간 전사 벨트에 접촉하는 제1 내지 제4 감광 드럼과,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 감광 드럼으로부터 제1, 제2, 제3, 제4 전사부에서 각각 상기 중간 전사 벨트에 전사한 토너상을 상기 중간 전사 벨트로부터 기록재에 전사하는 화상 형성 장치에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 감광 드럼은, 상기 감광 드럼의 회전 중심에 직교하는 면에 있어서 감광 드럼측에 형성되는 상기 제1 지지 롤러와 상기 제2 지지 롤러의 가상의 공통 접선보다도, 상기 중간 전사 벨트의 면을 내측으로 변위시키는 위치에 배치되고,
    상기 제2 감광 드럼과 제3 감광 드럼 사이의 상기 중간 전사 벨트의 면을 외측으로 압입하는 압입 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 감광 드럼은 동일한 직경을 갖고, 상기 감광 드럼의 회전 중심에 직교하는 면에 있어서 상기 제1 내지 제4 감광 드럼의 회전 중심이 일직선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 전사부와 상기 제2 전사부 사이, 상기 제2 전사부와 상기 제3 전사부 사이, 상기 제3 전사부와 상기 제4 전사부 사이의 상기 중간 전사 벨트의 벨트면의 길이는, 상기 복수의 지지 롤러에 포함되는 상기 중간 전사 벨트를 구동하는 구동 롤러의 둘레 길이의 정수배와 동일한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벨트면의 길이는, 상기 중간 전사 벨트의 이동 방향에 있어서, 하나의 전사부에 있어서의 상기 중간 전사 벨트와 상기 상 담지체가 접촉하고 있는 길이인 접촉 길이의 중앙부와, 상기 하나의 전사부에 인접하는 전사부에 있어서의 상기 접촉 길이의 중앙부 사이의 길이인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 감광 드럼의 회전 중심과 제3 감광 드럼의 회전 중심의 거리가, 제1 감광 드럼의 회전 중심과 제2 감광 드럼의 회전 중심의 거리 및 제3 감광 드럼의 회전 중심과 제4 감광 드럼의 회전 중심의 거리보다도 긴 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압입 부재는 롤러이고,
    상기 복수의 지지 롤러의 최소의 직경보다도 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 전사부는 상기 접촉 길이가 동일한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 전사 벨트는 상기 감광 드럼에 대하여 주속이 빠르게 설정되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 감광 드럼을 상기 중간 전사 벨트에 접촉시키는 제1 상태와, 상기 제4 감광 드럼만을 상기 중간 전사 벨트에 접촉시키고, 다른 감광 드럼을 상기 중간 전사 벨트로부터 이격시키는 제2 상태를 전환 가능한 제어부와,
    상기 제3 감광 드럼과 상기 제4 감광 드럼 사이에서 상기 중간 전사 벨트에 대하여 접촉 분리 가능한 접촉 부재를 갖고,
    상기 제어부는 상기 제2 상태에서는 상기 접촉 부재를 상기 중간 전사 벨트에 접촉하는 위치로 이동시킴으로써, 상기 제4 전사부에 있어서 미리 정해진 상기 접촉 길이를 형성시키는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 전사 벨트와 접지 전위 사이에 전기적으로 접속되며, 전류가 흐름으로써 미리 정해진 전압이 유지되는 정전압 소자와,
    상기 중간 전사 벨트로부터 기록재에 토너상을 전사하는 전사 부재에 전압을 인가하고 상기 정전압 소자에 전류를 흘려 2차 전사 전계를 형성함과 함께 상기 제1 내지 제4 전사부에 1차 전사 전계를 형성하는 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 지지 롤러, 상기 제2 지지 롤러 및 상기 압입 부재는 도전성을 갖는 부재로 구성되고, 상기 정전압 소자를 통하여 접지 전위에 접속되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
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