JP2008076621A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写、クリーニング等の影響で発生する中間転写ベルトの弛みを低減すること。
【解決手段】転写ローラ４０とクリーニングブラシ５１は中間転写ベルト２０を駆動する駆動ローラ３０とは別のモータにより回動している。中間転写ベルト２０の弛みを低減するため、中間転写ベルト２０の回動方向に対して転写ローラ４０の上流側とクリーニングブラシ５１の下流側にテンションローラ６０、７０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の像担持体及び中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置に関するものである。

近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式による画像形成装置が多くのオフィスに導入されている。特にカラー画像をシート上に出力出来るカラー画像形成装置が数多く導入されている。

このカラー画像形成装置は色々な構造のものがあり、近年では複数の感光体（像担持体）に各色のトナー像を形成し、中間転写ベルト上で各色トナー像を重ねてカラー画像を形成するいわゆるタンデム形式のカラー画像形成装置が登場してきている。このタンデム形式のカラー画像形成装置によれば高画質化及び高生産性を実現出来る。

ところでタンデム形式のカラー画像形成装置で使用される中間転写ベルトは複数の支持ローラによって張架され回動する構造となっている。しかし、中間転写ベルトには複数の感光体や転写ローラなどが接触しており、中間転写ベルトの回動に負荷が加わる影響で中間転写ベルトの一部が弛んでしまう場合がある。中間転写ベルトが弛んでしまうと中間転写ベルトの回動速度が変化して転写不良が発生する等、画質上の問題が発生してしまう。

そこで従来より中間転写ベルト上に発生する弛みを防止する技術が提案されている。

特許文献１に記載の技術は中間転写ベルトの内側に中間転写ベルトを張架するテンションローラが設置するという技術である。当該技術によれば中間転写ベルト上に発生する弛みを低減することができ、画像形成動作を良好に実行できる。
特開２００１−３１８５０７号公報

しかし、中間転写ベルトを回動させる駆動ローラや、中間転写ベルト上に形成されたトナー像をシートに転写する転写ローラ等が別々のモータにより駆動されるカラー画像形成装置に関して中間転写ベルトの弛みを防止する技術が十分に検討されていなかった。この点を図５〜図７を用いて詳しく説明する。

図５は従来のカラー画像形成装置の概略図である。

従来のカラー画像形成装置１０００は複数の感光体１１００〜１１０３に各色のトナー像を形成し、中間転写ベルト１２００に各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成し、転写ローラ１４００により中間転写ベルト上のカラー画像をシート上に転写する構造となっている。

駆動ローラ１３００は中間転写ベルト１２００を支持するとともに中間転写ベルト１２００をＸ方向に回動させるローラである。転写ローラ１４００は中間転写ベルト１２００に形成されたカラー画像をシート上に転写するローラである。クリーニングブラシ１５００は所定の方向に回動しており、中間転写ベルト１２００上に残存したトナーを除去する。

駆動ローラ１３００は駆動モータ１３０１により駆動力が伝達され回動している。また転写ローラ１４００は駆動モータ１４０１により、クリーニングブラシ１５００は駆動モータ１５０１により各々駆動力が伝達され回動している。つまり駆動ローラ１３００、転写ローラ１４００、クリーニングブラシ１５００は異なるモータにより駆動力を得ている。

図６は転写ローラ周辺の拡大図である。

前述したように駆動ローラ１３００と転写ローラ１４００は別々のモータにより駆動力が伝達され回動しており、駆動ローラ１３００はＸ１方向に、転写ローラ１４００はＸ２方向に回動している。転写ローラ１４００が中間転写ベルト１２００に接触している間は、転写ローラ１４００の駆動力により中間転写ベルト１２００がベルト回動方向に引っ張られる形となり、中間転写ベルト１２００に弛みは生じない。しかし、転写される画像の濃度、環境条件、転写ニップにおけるシートの有無等の影響で、転写ローラ１４００と中間転写ベルト１２００との摩擦力が変動し、図６に示す中間転写ベルト１２００のα領域に弛みが生じてしまう場合がある。

図７はクリーニングブラシ周辺の拡大図である。

クリーニングブラシ１５００はＸ２方向に回動している。クリーニングブラシ１５００は中間転写ベルト１２００上に残存したトナーを除去するわけであるが、中間転写ベルト１２００上に残存したトナー量によりクリーニングブラシ１５００と中間転写ベルト１２００との摩擦力が変動し、クリーニングブラシ１５００の駆動力の影響で図７に示す中間転写ベルト１２００のβ１及びβ２領域に弛みが生じてしまう場合がある。

従って、本発明の目的は、転写、クリーニング等の影響で発生する中間転写ベルトの弛みを低減するカラー画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明に係るカラー画像形成装置は、
複数の像担持体と、
当該像担持体上に形成されたトナー像が転写されてカラー画像が形成される中間転写ベルトと、
当該中間転写ベルトを回動させる駆動ローラと、
当該駆動ローラに駆動力を付与する駆動モータと、
前記中間転写ベルトに形成されたカラー画像をシート上に転写する転写手段と、
前記駆動モータとは別に設けられ、前記転写手段に駆動力を付与する転写モータと、
前記中間転写ベルトに残存したトナーを除去するクリーニング手段と、
前記駆動モータとは別に設けられ、前記クリーニング手段に駆動力を付与するクリーニングモータと、
前記中間転写ベルトの回動方向に対して前記転写手段の上流側で上記中間転写ベルトに張力を付与する上流側張力付与手段と、
前記中間転写ベルトの回動方向に対して前記クリーニング手段の下流側で前記中間転写ベルトに張力を付与する下流側張力付与手段と、
を有することを特徴とするものである。

本発明に係るカラー画像形成装置によれば、転写、クリーニング等の影響で発生する中間転写ベルトの弛みが低減され、画質の安定化を図ることが出来る。

図１は本発明に係るカラー画像形成装置の概略図である。

カラー画像形成装置１は、中間転写ベルト２０を有するタンデム形式のカラー画像形成装置である。

中間転写ベルト２０の上部には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色のトナー像を形成するため、４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋが設置されている。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、この順で左から右方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。イエロー色用の画像形成部１０Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成部１０Ｙは反時計方向に回転する感光体（像担持体）１１、スコロトロン帯電器１２、露光装置１３、現像器１４及びクリーニング部１５を有する。

中間転写ベルト２０は無端状であり、所定の体積抵抗率を有する。一次転写電極１６は、中間転写ベルト２０を挟んで感光体１１と対向する位置に設置されている。

次にカラー画像を形成するカラー画像形成方法を説明する。

感光体１１は、メインモータ（図示せず）により回転駆動され、スコロトロン帯電器１２の放電により負極性に帯電される（例えば−８００Ｖ）。次に、露光装置１３により感光体１１上に画像情報に応じた光書込がなされて静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像器１４を通過すると、現像器内で負極性に帯電されたトナーが負極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体１１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、感光体１１に圧着する中間転写ベルト２０へ転写される。転写後に感光体１１上に残留したトナーはクリーニング部１５により清掃される。画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋ各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト２０に重畳して転写されることにより、中間転写ベルト２０上にカラー画像が形成される。画像が形成されるシートは中間転写ベルト２０及び転写手段として機能する転写ローラ４０により形成された転写ニップへ送り込まれる。転写ローラ４０はシートを中間転写ベルト２０側へ押圧する。トナーと逆極性のバイアス（例えば＋５００Ｖ）が転写ローラ４０に印加されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト２０上のトナー像がシートへ転写される。トナー像が転写されたシートは定着装置（図示せず）に送られる。中間転写ベルト２０に残存したトナーはクリーニング手段として機能するベルトクリーニング部５０によって除去される。

駆動ローラ３０は中間転写ベルト２０を支持すると共に中間転写ベルト２０をＡ方向に回動させる。駆動ローラ３０は駆動モータ３１により駆動力が付与され回動する。

転写ローラ４０は駆動モータ３１とは別に設けられた転写モータ４１により駆動力が付与され、ベルトクリーニング部５０内のクリーニングブラシ５１は駆動モータ３１とは別に設けられたクリーニングモータ５２により駆動力が付与される。なお、設置スペース、コストを考慮して転写ローラ４１とクリーニングモータ５２を同一のモータで兼用しても良い。

テンションローラ６０、７０は中間転写ベルト２０に張力を付与するものである。詳しくは後述する。

図２はカラー画像形成装置１の制御系のブロック図であり、代表的な制御構成を示している。

ＣＰＵ１０１はカラー画像形成装置１全体の動作を制御するものであり、システムバス１１２を介して、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３等に接続されている。このＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されている各種制御プログラムを読み出してＲＡＭ１０３に展開し、各部の動作を制御する。また、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開したプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１０３に格納するとともに操作表示部１０５に表示させる。そして、ＲＡＭ１０３に格納した処理結果を所定の保存先に保存させる。

ＲＯＭ１０２は、プログラムやデータ等を予め記憶しており、この記録媒体は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。

ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１によって実行される各種制御プログラムによって処理されたデータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

ＨＤＤ１０４は、画像読取部１０６で読み取って得た原稿画像の画像データを記憶したり、出力済みの画像データ等を記憶したりする機能を有する。磁性体を塗布または蒸着した金属のディスクを一定の間隔で何枚も重ね合わせた構造になっており、これをモータで高速に回転させて磁気ヘッドを近づけてデータを読み書きする。

操作表示部１０５は各種の設定を可能にするものである。操作表示部１０５は例えばタッチパネル形式となっており、ユーザーが操作表示部１０５を通じて入力することによりカラー印刷やモノクロ印刷に関する条件が設定される。また、ネットワーク設定の情報等、各種の情報が操作表示部１０５に表示される。

画像読取部１０６は、原稿画像を光学的に読み取って電気信号に変換する。カラー原稿を読み取る場合は一画素当りＲＧＢ各１０ビットの輝度情報をもつ画像データを生成する。

画像読取部１０６によって生成された画像データや、カラー画像形成装置１に接続されたＰＣから送信される画像データは画像処理部１０７によって画像処理される。カラー画像形成装置１でカラー印刷を実行する場合は、画像読取部１０６等によって生成されたＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の画像データを画像処理部１０７における色変換ＬＵＴに入力し、Ｒ・Ｇ・ＢデータをＹ（Ｙｅｌｌｏｗ）・Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）・Ｃ（Ｃｙａｎ）・Ｂｋ（Ｂｌａｃｋ）の画像データに色変換する。そして、色変換した画像データに対して、階調再現特性の補正を行ったり、濃度補正ＬＵＴを参照して網点などのスクリーン処理を行なったり、細線を強調するためのエッジ処理を行ったりする。

画像形成部１０８は、画像処理部１０７によって画像処理された画像データを受け取り、シート上に画像を形成する。

駆動ローラ３０を駆動する駆動モータ１０９、転写ローラ４０を駆動する転写モータ１１０、クリーニングブラシ５１を駆動するクリーニングモータ１１１はＣＰＵ１０１によって動作が制御される。

ところで中間転写ベルト２０に弛みが生じると中間転写ベルト２０の回動速度が変化して転写不良が発生する等、画質上の問題が発生してしまう。そこで中間転写ベルト２０の弛みを防止する必要がある。

まず転写ローラ４０により発生する中間転写ベルト２０の弛みを防止する内容について説明する。

図３は転写ローラ周辺の拡大図である。

転写ローラ４０による転写はコロナ放電による転写に比べてオゾン発生量が少ないこと、放電ワイヤ汚れ等に起因する転写ムラがないという長所がある。転写ローラ４０は例えばステンレス鋼棒から成る軸体（芯金）の周りに発泡シリコーン樹脂、発泡ポリウレタン樹脂、又はＥＰＤＭ樹脂からなるローラ部が形成されている。

中間転写ベルトを駆動する駆動ローラ３０は駆動モータ３１により駆動力が伝達されＡ１方向に回動している。また転写ローラ４０は転写性向上のため駆動モータ３１とは別に設けられた転写モータ４１により駆動力が伝達されＡ２方向に回動している。

転写ローラ４０が中間転写ベルト２０に接触している間は、転写ローラ４０の駆動力により中間転写ベルト２０がベルト回動方向に引っ張られる形となり、中間転写ベルト２０に弛みは生じない。しかし、転写される画像の濃度、環境条件、転写ニップにおけるシートの有無等の影響で、転写ローラ４０と中間転写ベルト２０との摩擦力が変動し、図３に示す中間転写ベルト１２００のγ１領域に弛みが生じてしまう場合がある。

そこで、この弛みを低減するために中間転写ベルト２０の回動方向に対して転写ローラ４０の上流側にテンションローラ（上流側張力付与手段）６０を設置する。テンションローラ６０は中間転写ベルト２０に対してＢ１方向に張力を付与している。テンションローラ６０の構成としては、例えばテンションローラ６０の軸の両端を付勢バネでＢ１方向に押圧する構成が考えられる。またテンションローラ６０の軸の両端をカムで付勢するような構成にしてもよい。

このように中間転写ベルト２０の回動方向に対して転写ローラ４０の上流側にテンションローラ６０を設け中間転写ベルト２０に張力を付与すれば、転写ローラ４０と中間転写ベルト２０との摩擦力が変動してもテンションローラ６０により中間転写ベルト２０の弛みが生じることはなく、シートに形成される画質の安定化を図ることが出来る。

次にクリーニングブラシ５１により発生する中間転写ベルト２０の弛みを防止する内容について説明する。

図４はクリーニングブラシ５１周辺の拡大図である。

ベルトクリーニング部５０内にはクリーニングブラシ５１が設置されており、このクリーニングブラシ５１が回動することにより中間転写ベルト２０上のトナーが除去される。クリーニングブラシ５０は、例えばロール芯材の周りにブラシ繊維を形成したものである。

クリーニングブラシ５１はクリーニング性向上のため駆動モータ３１とは別に設けられたクリーニングモータ５２により駆動力が伝達され、Ａ３方向に回動している。クリーニングブラシ５１は中間転写ベルト２０上に残存したトナーを除去するわけであるが、中間転写ベルト２０上に残存したトナー量によりクリーニングブラシ５１と中間転写ベルト２０との摩擦力が変動し、クリーニングブラシ５１の駆動力の影響で図４に示す中間転写ベルト２０のγ２及びγ３領域に弛みが生じてしまう。

そこで、この弛みを低減するために中間転写ベルト２０の回動方向に対してクリーニングブラシ５１の下流側にテンションローラ（下流側張力付与手段）７０を設置する。テンションローラ７０は中間転写ベルト２０に対してＢ２方向に張力を付与している。テンションローラ７０の構成としてはテンションローラ６０と同様の構成が考えられる。例えばテンションローラ７０の軸の両端を付勢バネでＢ２方向に押圧する構成が考えられる。またテンションローラ７０の軸の両端をカムで付勢するような構成にしてもよい。

このように中間転写ベルト２０の回動方向に対してクリーニングブラシ５１の下流側にテンションローラ７０を設け、中間転写ベルト２０に張力を付与すれば、中間転写ベルト２０上に残存したトナー量によりクリーニングブラシ５１と中間転写ベルト２０との摩擦力が変動してもテンションローラ７０により中間転写ベルト２０の弛みが生じることはなく、シートに形成される画質の安定化を図ることが出来る。

図３及び図４で詳しく説明したように、転写ローラ７０の上流側にテンションローラ６０を、クリーニングブラシ５１の下流側にテンションローラ７０を設置すれば、駆動ローラ３０、転写ローラ４０等が別々のモータにより駆動されるカラー画像形成装置であっても、中間転写ベルトの弛みを低減することができ、画質の安定化を図ることが出来る。

本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

本発明に係るカラー画像形成装置の概略図である。 本発明に係るカラー画像形成装置１の制御系のブロック図である。 本発明に係るカラー画像形成装置における転写ローラ周辺の拡大図である。 本発明に係るカラー画像形成装置におけるクリーニングブラシ５１周辺の拡大図である。 従来のカラー画像形成装置の概略図である。 従来のカラー画像形成装置における転写ローラ周辺の拡大図である。 従来のカラー画像形成装置におけるクリーニングブラシ周辺の拡大図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成部
１１ 感光体
２０ 中間転写ベルト
３０ 駆動ローラ
３１ 駆動モータ
４０ 転写ローラ
４１ 転写モータ
５１ クリーニングブラシ
５２ クリーニングモータ
６０、７０ テンションローラ

Claims (4)

1. 複数の像担持体と、
   当該像担持体上に形成されたトナー像が転写されてカラー画像が形成される中間転写ベルトと、
   当該中間転写ベルトを回動させる駆動ローラと、
   当該駆動ローラに駆動力を付与する駆動モータと、
   前記中間転写ベルトに形成されたカラー画像をシート上に転写する転写手段と、
   前記駆動モータとは別に設けられ、前記転写手段に駆動力を付与する転写モータと、
   前記中間転写ベルトに残存したトナーを除去するクリーニング手段と、
   前記駆動モータとは別に設けられ、前記クリーニング手段に駆動力を付与するクリーニングモータと、
   前記中間転写ベルトの回動方向に対して前記転写手段の上流側で上記中間転写ベルトに張力を付与する上流側張力付与手段と、
   前記中間転写ベルトの回動方向に対して前記クリーニング手段の下流側で前記中間転写ベルトに張力を付与する下流側張力付与手段と、
   を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 前記転写手段は転写ローラによりカラー画像をシート上に転写するものであり、
   前記転写モータは前記転写ローラを回動させることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
3. 前記クリーニング手段はクリーニングブラシにより前記中間転写ベルトに残存したトナーを除去するものであり、
   前記クリーニングモータは前記クリーニングブラシを回動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像形成装置。
4. 前記転写モータと前記クリーニングモータを同一のモータで兼用したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のカラー画像形成装置。

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