JP2005242121A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトと、その無端ベルトを挟んで像担持体のそれぞれに相対して設置された転写ローラと、無端ベルトを張架して駆動すると共に、前記無端ベルトの一端面に設けられた蛇行防止ベルトをガイドし、無端ベルトの蛇行を制限する蛇行防止プーリとを設けた駆動ローラまたは／及び従動ローラとを備えたタンデム型画像形成装置において、簡単、安価な方法で、前記中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトの蛇行を防止し、色ズレのない画像を形成できるようにすることが課題である。
【解決手段】 少なくとも一つの転写ローラを、像担持体の軸方向に対して所定角度を持たせ、無端ベルトを前記蛇行防止プーリ側に寄せられるよう配置した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、複数の感光体ドラム（像担持体）を中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトの搬送方向に設け、前記複数の感光体ドラム（像担持体）上に形成されたトナー像を中間転写ベルト、または搬送ベルトで搬送される記録紙に色ズレ無く転写できるようにした、タンデム型の画像形成装置に関するものである。

使用するトナーの色に対応し、感光体ドラム（像担持体）、帯電器、プリント用露光器、トナー供給容器などで構成される複数の電子写真プロセス部材を並べて配置し、転写部材の送りに同期させて、各色の電子写真プロセス部材で画像を形成して転写部材上で色重ねを行うタンデム型カラー画像形成装置は、高速のカラー画像形成装置として注目されている。

このタンデム型カラー画像形成装置にも、各電子写真プロセス部材で形成されたトナー像を一度中間転写ベルトなどの転写部材に転写した後で記録紙に転写する方式のもの、搬送ベルトで記録紙を搬送し、各電子写真プロセス部材で形成されたトナー像を直接記録紙上に転写する方式のものなどがある。

これら２方式にはそれぞれ得失があるが、どちらの方式でも、各色の電子写真プロセス部材で形成されたトナー像を、中間転写ベルト、または記録紙上で正確に色重ねできないと色ズレを起こす。しかしながら、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどは、その駆動方法が悪いと蛇行が生じ、その蛇行によって色ズレが生じる。

そのため従来では、例えば図３に示したように、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルト６０の端部に蛇行防止ベルト６１と、無端ベルト６０を張架する駆動または従動ローラ１１の端部に、蛇行防止ベルト６１の幅方向への移動範囲を規制する蛇行防止プーリ６２を設けて蛇行を防止したり、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトを懸架したローラの両端部に寄り止めガイドを設け、無端ベルト６０の端部を接触させながら搬送して蛇行を防止するなどの方法がとられていた。

しかしながら、図３に示した蛇行防止ベルト６１と蛇行防止プーリ６２を用いる方法でも、駆動または従動ローラ１１と蛇行防止プーリ６２の間、及び蛇行防止ベルト６１と蛇行防止プーリ６２の間のクリアランス６３により、約０．５ｍｍ程度の移動が可能であり、また、ローラの両端部に寄り止めガイドを設ける方法でも、寄り止めガイドの間隔と無端ベルト６０の幅が一致していないと、広いところでは無端ベルト６０が蛇行可能状態になり、また、狭いところでは無端ベルト６０が寄り止めガイドを乗り越えてしまい、主走査方向の画像の色ズレを起こすといった問題があった。

こういった問題に対処するための従来技術として例えば特許文献１には、スプロケットを用いて像担持体ベルトを駆動するようにした画像形成装置において、像担持体ベルトに設けた穴がスプロケットより大きいために生じる蛇行を防止するため、像担持体ベルトに当接して像担持体ベルトの進行方向と直交する方向に対して傾斜させた帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、クリーニングブレードなどの当接部材で像担持体ベルトを一方に寄せ、蛇行が生じないようにすることが示されている。

また、特許文献２には、両側縁周長をＬ１、Ｌ２としたとき、Ｌ１＞Ｌ２なる差を有する無端状の転写材搬送ベルトを用い、周長が短いＬ２側に位置して強い圧力Ｐ１を有する第１の付勢部材を配置すると共に、周長が長いＬ１側に位置して弱い圧力Ｐ２を有する第２の付勢部材を配置する転写材搬送手段が平行に設けられ、かつ少なくとも１本が一端に向けて径を徐々に大きくして形成したテーパローラとして転写ベルトを片側に寄せるようにする、転写材搬送手段が、平行に設けられた駆動ローラを含む２本以上のローラ、および平行でない斜めローラを含む複数のローラとして転写ベルトを片側に寄せるようにする、などの方法で転写ベルトを一端側に寄せるようにして蛇行を防止するようにした画像形成装置が示されている。

さらに特許文献３には、転写材搬送ベルトの両側縁周長を異ならせる、転写材搬送ベルトを張架するローラを非平行にする、テーパローラを用いる、などの手段で転写材搬送ベルトを一方に寄らせるようにした画像形成装置が示されている。

特開平９−２８１８４８号公報 特開平６−２７８８９４号公報 特開昭６４−２０７０号公報

しかしながら、特許文献１に示された技術は、像担持体ベルトはその内周に接するローラで駆動されており、この駆動方向と異なる方向の力を像担持ベルトにローラと対向する位置で加えると、像担持ベルトに無理がかかり、像担持ベルトにねじれが生じたりしてその耐久性を損ねる恐れがある。

また、特許文献２、特許文献３に示された画像形成装置における、両側縁周長を異ならせる方法とテーパローラを用いる方法とでは、ベルト表面の速度が幅方向で異なるため、各プロセスで作像した画像がベルトの下流側に進むにつれて速度差分、主走査方向で斜めになってしまう。すなわち、無端ベルト上流側に配置された感光体により描かれた画像は、ベルトへの転写時は、感光体と作像プロセスのアライメントに等しく転写される。ところが、端部周長の差により、端部周長の長い方の表面速度は速く、端部周長の短い方の表面速度は遅いため、ベルトが下流側に進むにつれ、転写された画像は転写時のアライメントから斜めになってしまう。さらに、平行に設けられた駆動ローラの間に平行でない斜めローラを設ける方法は、特別に設けた斜めローラを用意する必要があって高価になる。

そのため本発明においては、簡単、安価な方法で、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトの蛇行を防止し、色ズレのない画像を形成できるようにした画像形成装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため本発明においては、
使用する複数色のトナーのそれぞれに対応させて設けられ、電子写真プロセスによりトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の配列方向を搬送方向とし、各像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト、または記録紙を搬送してトナー像を転写させる搬送ベルトなどの無端ベルトと、該無端ベルトを挟んで前記各像担持体のそれぞれに相対して設置された転写ローラと、前記無端ベルトを張架して駆動すると共に、前記無端ベルトの端面に設けられた蛇行防止ベルトをガイドし、前記無端ベルトの蛇行を制限する蛇行防止プーリとを設けた駆動ローラまたは／及び従動ローラとを備えた画像形成装置において、
前記少なくとも一つの転写ローラを前記像担持体の軸方向に対して所定角度を持たせ、前記無端ベルトが一側に寄せられるよう配置したことを特徴とする。

また、前記転写ローラに持たせた所定角度による前記無端ベルトの寄せ量を、前記蛇行防止プーリと蛇行防止ベルトによって前記無担ベルトが異常走行しないような値としたことを特徴とする。

このように、前記少なくとも一つの転写ローラを前記像担持体の軸方向に対して所定角度を持たせ、前記無端ベルトが一側に寄せられるよう配置することにより、転写ローラという画像形成装置に用いられ、かつ、駆動ローラとベルトへの力の作用位置が異なる転写ローラを用いて無端ベルトの蛇行を防止できるから、無端ベルトの耐久性を損ねることがなく、無端ベルトにスプロケットを設けたり両側縁周長を異ならせる、テーパローラを用いるなどの、無端ベルトの下流側に進むにつれて速度差分、主走査方向で斜めになってしまうような方法を取る必要が無く、また、特別な斜めローラというコストを上げる方法も必要ないから、簡単、安価な方法で、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトの蛇行を防止して色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。

また、前記転写ローラに持たせた所定角度による前記無端ベルトの寄せ量を、前記蛇行防止プーリと蛇行防止ベルトによって前記無担ベルトが寄り止めガイドを乗り越えてしまうような異常走行をしないような値としたことにより、無理なく蛇行を防止できる画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図、図２は本発明になる画像形成装置における転写材搬送ベルトの蛇行防止機構の概略図である。

図中１は画像形成装置、２は画像形成装置のハウジング（筐体）、３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｂはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のそれぞれに対応して設けられた現像装置、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のそれぞれに対応して設けられた感光体ドラム、５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｂは同じく主帯電器、６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂは同じくＬＥＤプリントヘッドユニット、７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｂは同じくトナー供給容器、８は一端面に前記図３に示したような蛇行防止ベルト６１を設けた無端ベルトとしての記録紙搬送ベルト、９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂは同じく転写ローラ、１０は蛇行防止プーリを備えた駆動ローラ、１１は前記図３に示したような蛇行防止プーリ６２を備えた従動ローラ、１１ａは補助ローラ、１２は給紙装置、１３は記録紙搬送路、１３ａはレジストローラ対、１３ｂは記録紙搬送ローラ対、１５は記録紙搬送路、１６は排出部、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ、２０Ｂはクリーニング装置、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｂは電子写真プロセス部材、４０は駆動ローラ１０から記録紙搬送ベルト８に作用する力のベクトル、４１は転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂから記録紙搬送ベルト８に作用する力のベクトル、４２は記録紙搬送ベルト８に作用する駆動ローラ１０から受ける力とは作用方向が垂直な方向の力の成分のベクトル、５０は定着装置である。なお、以下の説明では、本発明を、記録紙搬送ベルト８を用いたタンデム型画像形成装置を例に説明するが、無端ベルトとしての中間転写ベルトを用いたタンデム型画像形成装置であってもよい。

図１は、本発明になるタンデム型カラー画像形成装置の一例を概略的に示す断面図である。図示の画像形成装置１は、この画像形成装置１のハウジング（筐体）２に収容され、使用する複数色のトナー、例えばマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のそれぞれに対応して設けられた、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｂ、感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂ、主帯電器５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｂ、ＬＥＤプリントヘッドユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂ、トナー供給容器７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、７Ｂなどで構成される電子写真プロセス部材３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙ、３０Ｂが、図示の例では、上流側から順に、マゼンタ用電子写真プロセス部材３０Ｍ、シアン用電子写真プロセス部材３０Ｃ、イエロー用電子写真プロセス部材３０Ｙ、及びブラック用電子写真プロセス部材３０Ｂの順に記録紙搬送ベルト８による記録紙搬送方向に配列されている。

そして記録紙搬送ベルト８は、一端面に設けられた図３に示したように蛇行防止ベルト６１をガイドし、記録紙搬送ベルト８の蛇行を制限する蛇行防止プーリ６２を設けた駆動ローラ１０、及び従動ローラ１１、テンション用の補助ローラ１１ａに懸架されて駆動され、各感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの位置には、記録紙搬送ベルト８を挟んで相対して設置されて形成されたトナー像を記録紙に転写させるための転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂが設けられている。また、この記録紙搬送ベルト８の搬送方向上流には、給紙装置１２から記録紙搬送路１３を経由して送られてくる記録紙の姿勢を正し、各電子写真プロセス部材におけるトナー像の形成タイミングに合わせて記録紙搬送ベルト８に送り出すレジストローラ対１３ａが設けられ、レジストローラ対１３ａから供給された記録紙は、記録紙搬送ベルト８によって搬送される。

画像形成を行う際には、電子写真プロセス部材３０Ｃ、３０Ｙ、及び３０Ｂにおける感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの表面は主帯電器５Ｍ、５Ｃ、５Ｙ、５Ｂによって一様に＋４００Ｖに帯電され、画像データが入力されるとＬＥＤプリントヘッド６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｂが画像データに対応するＬＥＤ光を感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの表面に照射する。これによって感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの表面は、ＬＥＤ光の照射された露光部分の電圧が＋２５Ｖにまで減衰して、非露光部分と露光部分とによって感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂ上に静電潜像が形成される。そして、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、３Ｂによって現像剤中の正帯電トナーが感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂ上の露光部に付着し、静電潜像が現像されて感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂ上にトナー像が形成される。

感光体ドラム４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、及び４Ｂは、記録紙搬送ベルト８を挟んで転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、及び９Ｂと対向しており、これら転写ローラ９Ｍ〜９Ｂは、記録紙搬送ベルト８を支持するとともに、感光体ドラム４Ｍ〜４Ｂに記録紙搬送ベルト８を当接させる役割を担っており、後述するように、記録紙搬送ベルト８上の記録紙に感光体ドラム４Ｍ〜４Ｂ上のトナー像が転写される。なお、これら転写ローラ９Ｍ〜９Ｂには−１．５ｋＶの電圧が印加されている。

現像によって、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂの中の現像剤が消費されると、それぞれトナー供給容器７Ｍ、７Ｃ、７Ｙ、及び７Ｂからトナーが現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂ中に搬送されてトナーの補給が行われ、現像装置３Ｍ、３Ｃ、３Ｙ、及び３Ｂ内には常に適量の現像剤が収容されることになる。

記録紙搬送ベルト８上の記録紙が感光体ドラム４Ｍの下を通過する際、転写ローラ９Ｍに印加された−１．５ＫＶの電圧により、感光体ドラム４Ｍに付着したトナー像が記録紙に引きつけられてトナー像が記録紙に転写される。このようにして、電子写真プロセス部材３０Ｍでマゼンタトナー像が記録紙に転写された後、順次電子写真プロセス部材３０Ｃ、３０Ｙ、及び３０Ｂでシアン、イエロー、及びブラックの各色のトナー像が記録紙に転写されて、各色トナー像が重ね合わされ、カラー画像が記録紙に転写されることになる。その後、記録紙は定着装置５０に搬送されて、ここでカラー画像が定着されて、記録紙搬送路１５を経て排出部１６に排出される。

このように構成した画像形成装置において本発明では、図２に示したように、各転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂを感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの軸方向に対し、所定角度θを持たせ、記録紙搬送ベルト８が一側に寄せられるよう配置した。

すなわち記録紙搬送ベルト８は、記録紙搬送ベルト８の蛇行を制限する蛇行防止プーリ６２を設けた駆動ローラ１０、及び従動ローラ１１、テンション用の補助ローラ１１ａに懸架されて駆動され、かつ、感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂのそれぞれに相対して設置された転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂに挟まれているが、この各転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂを感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの軸方向に対し、所定角度θを持たせて配置することにより、記録紙搬送ベルト８を一側に寄せることができ、しかもその寄せ量を、前記図３に示した蛇行防止プーリ６２と蛇行防止ベルト６１によって前記無担ベルトが異常走行しないような値とすることで、無理なく蛇行を防止できる画像形成装置を提供することができる。

なお、所定角度θとしては、２度前後の角度であることが好ましく、この角度が小さ過ぎると充分な効果が得られず、また５度を超えるとベルトの材質にもよるが記録紙搬送ベルト８に加わる力が大きくなりすぎて記録紙搬送ベルト８の耐久性を損ねる恐れがあると共に、感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの径にもよるが、感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの端部で充分な転写ニップが得られない恐れがある。
また本実施例では記録紙搬送ベルト８に加わる力を分散させるため、すべての転写ローラを傾斜させて配置する場合を示したが、この限りではなく実施形態に応じて転写ローラ９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂのうちの少なくとも一つに対応する感光体ドラム（像担持体）４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂの軸方向に対して傾斜させて配置してもよい。

このように、前記少なくとも一つの転写ローラを前記像担持体の軸方向に対して所定角度を持たせ、前記無端ベルトが一側に寄せられるよう配置することにより、転写ローラという画像形成装置に用いられ、かつ、駆動ローラとベルトへの力の作用位置が異なる転写ローラを用いて無端ベルトの蛇行を防止できるから、無端ベルトの耐久性を損ねることがなく、無端ベルトにスプロケットを設けたり両側縁周長を異ならせる、テーパローラを用いるなどの、無端ベルトの下流側に進むにつれて速度差分、主走査方向で斜めになってしまうような方法を取る必要が無く、また、特別な斜めローラというコストを上げる方法も必要ないから、簡単、安価な方法で、中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどの無端ベルトの蛇行を防止して色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。

また、前記転写ローラに持たせた所定角度による前記無端ベルトの寄せ量を、前記蛇行防止プーリと蛇行防止ベルトによって前記無担ベルト６０が寄り止めガイドを乗り越えてしまうような異常走行をしないような値としたことにより、無理なく蛇行を防止できる画像形成装置を提供することができる。

本発明によれば、簡単、安価な構成で中間転写ベルトや記録紙搬送ベルトなどのベルトの蛇行を防止し、色ズレのない画像を形成できる画像形成装置が提供できる。

本発明になる画像形成装置の一例を概略的に示す断面図である。 本発明になる画像形成装置における転写材搬送ベルトの蛇行防止機構の概略図である。 従来の画像形成装置における蛇行防止ベルトとプーリを示した図である。

符号の説明

４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ、４Ｂ 感光体ドラム（像担持体）
８ 記録紙搬送ベルト
９Ｍ、９Ｃ、９Ｙ、９Ｂ 転写ローラ
４０ ベルト懸架によるベルトの進行方向
４１ 転写ローラによるベルト進行方向
４２ 転写ローラによるベルトの偏り力

Claims (2)

1. 使用する複数色のトナーのそれぞれに対応させて設けられ、電子写真プロセスによりトナー像を担持する像担持体と、該像担持体の配列方向を搬送方向とし、各像担持体上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト、または記録紙を搬送してトナー像を転写させる搬送ベルトなどの無端ベルトと、該無端ベルトを挟んで前記各像担持体のそれぞれに相対して設置された転写ローラと、前記無端ベルトを張架して駆動すると共に、前記無端ベルトの端面に設けられた蛇行防止ベルトをガイドし、前記無端ベルトの蛇行を制限する蛇行防止プーリとを設けた駆動ローラまたは／及び従動ローラとを備えた画像形成装置において、
   前記少なくとも一つの転写ローラを前記像担持体の軸方向に対して所定角度を持たせ、前記無端ベルトが一側に寄せられるよう配置したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写ローラに持たせた所定角度による前記無端ベルトの寄せ量を、前記蛇行防止プーリと蛇行防止ベルトによって前記無担ベルトが異常走行しないような値としたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置。

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