JP2005017367A

JP2005017367A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005017367A
Application number: JP2003178261A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fukao; 剛深尾
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】回転駆動部材の接触によってもベルト寄りに影響を与えず、画像ズレが無い良好な画像を得る。
【解決手段】少なくとも２本のローラにて張架される無端状のベルト部材（１０）と、該ベルト部材を駆動する駆動手段と、上記ベルト部材に接離する回転駆動部材（７１）を具備する画像形成装置において、上記回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラとの平行度を調整可能とする。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、詳しくは中間転写体を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における中間転写型の画像形成装置として、例えば特許文献１から、静電潜像に応じたトナー像を形成載置する感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像を中間的に転写する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに対して感光体ドラム上のトナー像を転写させる一次転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して二次転写させる二次転写装置とを備えた構成のものが知られている。
【特許文献１】
特開平５−３２３７０４号公報
【０００３】
上記中間転写ベルトは多層構造となっており、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被って成っている。
【０００４】
この中間転写ベルトを安定走行させるために従来からベルト端部に付けられたガイド部材をローラ片側端部にベルト寄り力により接触させ、回転させることが行われている。ベルトに外乱が生じない様な装置では、ベルトは寄り力によって一方向に寄って安定走行することが可能である。しかしながら、ベルトに外部からクリーニングブラシや転写ローラといった一定速度で回転する部材が接離する装置においては、回転部材の接触によってベルトの寄りが乱される現象が発生している。
【０００５】
ベルトの寄りが乱れると、中間転写ベルト上に重ね合わされる画像位置がずれ、画像ズレが発生し、さらにひどい場合には、ベルトのローラへの乗り上げが発生する。
【０００６】
回転する部材の接触によってベルトの寄りが乱されないようにするためには、回転部材の回転軸とベルトを張架したローラとの平行度が高精度に保たれていることが重要であり、従来は個々の部品精度によって平行度を出してベルトの乗り上げといった問題を防止してきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年の高画質化要求から画像解像度が上がり、僅かな外乱によって生じる微小な画像位置ズレも無視できないようになってきている。回転部材の当接によって僅かな外乱も生じさせない様にするためには、部品精度向上では限界がある。特に、機械の構造上もしくはメンテナンス性から中間転写ユニットと外部から接触する回転部材は別のユニットになることが多く、無調整で相互の平行度を出すことは困難である。
【０００８】
そこで本発明は、例えば中間転写ベルトが掛け回されたローラ部材と外部から接触する回転駆動部材の回転軸の平行度を調整することにより、回転駆動部材の接触によってもベルト寄りに影響を与えず、画像ズレが無い良好な画像を得ることを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、少なくとも２本のローラにて張架される無端状のベルト部材と、該ベルト部材を駆動する駆動手段と、上記ベルト部材に接離する回転駆動部材を具備する画像形成装置において、上記回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラとの平行度を調整可能としたことにより解決される。
【００１０】
上記回転駆動部材のベルト部材への接触時の、離間時に対するベルト部材変位方向を検出可能な手段を有していれば、好適である。検出されたベルト部材の変位方向情報に基づき、回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラ部材との平行度を自動的に調整できれば、一層効果的である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一例を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。図中符号１００は複写装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
【００１２】
複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０が設けられる。中間転写体１０は、ベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂としたり、伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料を組み合わせて構成して、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被われる。
【００１３】
そして、図示例では中間転写体１０を３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この例では、３つのなかで第２の支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設けている。また３つのローラ中、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。そのタンデム画像形成装置２０の上には、さらに露光装置２１を設けている。
【００１４】
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備えている。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置され、中間転写体１０上の画像をシートに転写する。この２次転写装置としては、２次転写ローラを用いるものがよく知られている。２次転写装置２２は、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラを用いるものもあり（図２）、非接触のチャージャを配置する場合もあるが、それらの場合は、このシート搬送機能を併せ備えることは難しくなる。
【００１５】
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設けている。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成されている。
【００１６】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８も備えている。
【００１７】
このカラー電子写真装置を用いてコピーをとる場合について説明する。まず原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。あるいは、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動した後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１８】
一方、スタートスイッチを押すことで、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送するようになる。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それら単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１９】
またスタートスイッチを押すことで、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備えられた給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００２０】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備えられる。
【００２１】
ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが，シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。例えば，導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。径φ１８で、表面を１ｍｍ厚みの導電性ＮＢＲゴムとする場合、電気抵抗はゴム材の体積抵抗で１０Ｅ９Ωｃｍ程度であり、印加電圧として、トナーを転写する側（表側）に−８００Ｖ程度の電圧を印加し、紙裏面側は＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しづらいため，紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。また、印加電圧として、ＤＣバイアスが印加されているが、これはシートをより均一帯電させるためＤＣオフセット成分を有したＡＣ電圧でもよい。
【００２２】
このようにバイアスを印加したレジストローラ４９を通過した後の紙表面は，若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写体１０からシートへの転写では、レジストローラ４９に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
【００２３】
以下に本発明の構成について詳細に説明する。無端状のベルト部材に接離する回転駆動部材の回転軸と上記無端状ベルト部材を張架するローラ部材との平行度を調整可能とする装置では、画像形成装置に用いられているベルト部材（中間転写ベルト、紙転写ベルト、搬送ベルト等）全般について、ベルトのローラへの乗り上げを防止し、ベルトの走行安定性に効果があると考えられるが、特に中間転写ベルト上で画像ズレを発生させないためには、構成される個々の部品精度の管理のみで得られる精度（平行度）以上の高精度が必要になる可能性があるため、以下では中間転写ベルトに対し本発明を用いた例で説明することにする。
【００２４】
図２は、中間転写部の概略構成図である。中間転写ベルト１０には、クリーニング装置１７内に配された潤滑剤塗布用のブラシローラ７０や紙転写用の二次転写ローラ７１が当接している。それぞれの部材は中間転写ベルト１０とは別に駆動を有しており、中間転写ベルトへの当接時に一定速度で能動的に回転する。これら回転部材は、クリーニング性や長寿命化の観点より中間転写ベルトから離間する構造を有し得、ベルトに潤滑剤を塗布する時（ブラシローラ７０）や、紙への転写を行う時（二次転写ローラ７１）のみ中間転写ベルト１０に外側から当接させる。
【００２５】
一方、中間転写ベルト１０を安定走行させるために、中間転写ベルトに付けられた寄り止めガイドをローラ片側端部に突き当てて（片側に寄せて）走行させる方式が広く用いられている。ベルトの寄り方向はベルトを駆動させるための駆動ローラの寄り力によって決められる。しかし、ブラシローラ７０や転写ローラ７１がベルト外方から当接する場合、中間転写ベルト１０を張架支持したローラとブラシローラ７０や転写ローラ７１の回転軸が完全に平行でないと、図３に示すように、回転部材からベルトが受ける力が分解されて、ベルトの寄り方向に一部力が働くことになる。このような力が働くと中間転写ベルトがずれるため、中間転写ベルトの蛇行を引き起こし、最悪の場合にはベルトのローラへの乗り上げを引き起こす可能性がある。従来は、回転する部材の接触によってベルトの寄りが乱されないように、構成される個々の部品精度によって回転部材の回転軸とベルトを張架したローラとの平行度を高精度に保ち、ベルトの乗り上げといった問題を防止してきた。しかし、個々の部品精度を管理しても、得られる平行度には限界があるため、回転部材の当接によって中間転写ベルトに微小な外乱が生じる。通常、回転駆動部材の当接による中間転写ベルトの主走査方向のズレ量は最大４０μｍ程度であるため、従来はこのズレが問題になることはなかったが、ドット再現性の向上や書き込みドットの小径化といった高画質・高解像度化要求のなかでは無視できなくなってきている。ベルトの僅かな蛇行は、微小な主走査画像ズレを引き起こしてページ内やページ間の色変動となって顕在化する可能性があるためである。
【００２６】
そこで図４に示すように、中間転写ベルト１０に当接する回転体の回転軸を調整して中間転写ベルト１０を張架するローラ（駆動ローラや従動ローラ）と接離する回転部材（ブラシローラや転写ローラ）との平行度を限りなく０に近づけることで、回転部材当接時にベルトが寄り方向に受ける分力は０となりベルト寄りが引き起こされることがなくなる。中間転写ベルト１０に接離する回転駆動体の平行度を調整する場合、回転駆動体の動力伝達に必要なギア等の噛合いが変化し、ギアの片当たり等が心配であるが、図４は中間転写ベルト張架ローラと回転駆動ローラの平行度のズレを誇張して描いてあり、通常調整が必要な量は幅で最大０．５ｍｍ程度であると考えられる（平行度０．５以上の平行度は個々の部品精度管理にて達成することが可能である）。仮に回転駆動体の駆動入力と反対側を０．５ｍｍ移動させた場合、駆動回転体長さ（ベルト幅）を約３５０ｍｍとすると、駆動側の移動は約０．０２ｍｍ程度の移動で済むため、ギアの噛合いに問題はない。現在実機で使われているギアの使用条件を考慮すると０．１Ｍ（Ｍはギアのモジュール）程度のシフトはギアの噛合いに対して実用上問題ないと考えられる。
【００２７】
図５は２次転写ローラ７１に平行度調整を適用した例で、調整機構の概略を説明する。図５においては、２次転写ローラ７１は中間転写ベルト１０に当接した状態で描かれているが、２次転写ローラ７１は図示した支点に対してベルトに接離する構造を有している。２次転写ローラ７１の駆動入力ギアのない前側のみに調整機構が取り付けられている。偏心カム７２を回転させることによって、調整レバー支点７３を軸に調整レバー７４が揺動する。それにより、調整レバー７４に取り付けられた２次転写ローラ７１の手前側軸受が揺動する構造となっている。２次転写ローラ７１を調整する幅は最大０．５ｍｍ程度であり、調整レバー支点７３から２次転写軸受７５までの距離より調整レバー支点７３から偏心カム７２までの距離を大きくした方が高精度な調整が可能である。調整後、２次転写軸受位置が経時的に狂わないようにするため、調整レバー７４をネジ等により固定する必要がある。
【００２８】
通常、回転駆動体のベルト表面への接離によってベルトが移動する距離は非常に微小で、回転駆動体の調整方向を判定することは難しいが、回転駆動体の接触時および離間時のベルト位置を検出することで、ベルトの調整方向の判定を容易化する。図６に示すように、ベルト上に取り付けられたマークか、またはトナーのパターンを光学センサで検出して、回転駆動体の移動方向を自動的に検出する。図６では、回転駆動部材が離間している時に描かれたパターンが、回転駆動部材の当接によってＡまたはＢの方向に移動したと仮定して調整が必要な方向を図示している（当然ながら回転駆動部材の当接によってパターンが移動しない場合、調整は不要である）。図６では一例として光学センサを２つ用いて、パターンからの反射強度が強くなった方向にベルトが移動したと判定する方法を示している。本装置により工程出荷時もしくはサービスマンがＡかＢかの情報に基づき回転駆動体の平行度の調整方向を決定すればよい。
【００２９】
平行度調整の自動化を図り、上記のように検出されたベルト移動方向の情報に基づいて図５の偏心カム７２をステッピングモータ等で回転させ、最適位置で停止させるようにする。ステッピングモータは電源がオンであればモータ回転軸の保持トルクを有するので、図５の調整レバー７４をネジで固定する必要はなくなる。機械の立ち上げ時や、ジョブ間の画像調整中に同時に平行度調整を行うことにより常に画像ズレのない高画質を得ることができる。また、市場で部品を交換した場合に必要となる平行度の再調整にも容易に対応できる。これにより従来、工程やサービスマンの経験による特殊な技能に頼っていた調整が、容易に且つ短時間に行うことができるようになった。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラとの平行度を調整可能としたので、回転駆動部材のベルトへの当接によって生じるベルト寄りの乱れを防止でき、ベルト寄りとベルト走行性を安定化できる。
【００３１】
画像情報に応じたトナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置される中間転写体と、上記像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次転写する一次転写手段と、中間転写体上に転写保持されたトナー像を記録媒体上に一括転写する二次転写手段と、二次転写後の中間転写体上の残留物を清掃するクリーニング手段とを備え、上記ベルト部材が中間転写体であれば、ベルト走行の安定化を図ることで微小な主走査画像ズレを防止できる。
【００３２】
上記回転駆動部材のベルト部材への接触時の、離間時に対するベルト部材変位方向を検出可能な手段を有すれば、平行度調整方向の判定を試行錯誤的でなく容易化できる。そして検出されたベルト部材の変位方向情報に基づき、回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラ部材との平行度を自動的に調整できれば、容易に且つ短時間に調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るタンデム型関節転写方式の画像形成装置の概略構成図である。
【図２】中間転写部の概略構成図である。
【図３】回転駆動部材と張架ローラが完全に平行でないためにベルト寄りが生じることを説明する図である。
【図４】回転駆動部材と張架ローラの平行度を保つために回転駆動体の回転軸を調整する様子を説明する図である。
【図５】２次転写ローラに平行度調整機構を適用した例を示す図である。
【図６】回転駆動体の接触時および離間時のベルト位置を検出する構成を説明する図である。
【符号の説明】
１０中間転写ベルト
７１２次店主アローラ
７２偏心カム
７３調整レバー支点
７４調整レバー
７５ローラ軸受

Claims

少なくとも２本のローラにて張架される無端状のベルト部材と、該ベルト部材を駆動する駆動手段と、上記ベルト部材に接離する回転駆動部材を具備する画像形成装置において、
上記回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラとの平行度を調整可能としたことを特徴とする画像形成装置。
画像情報に応じたトナー像を担持する像担持体と、該像担持体に対向配置される中間転写体と、上記像担持体上のトナー像を中間転写体上に順次転写する一次転写手段と、中間転写体上に転写保持されたトナー像を記録媒体上に一括転写する二次転写手段と、二次転写後の中間転写体上の残留物を清掃するクリーニング手段とを備え、上記ベルト部材が中間転写体であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
上記回転駆動部材がブラシローラであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
上記回転駆動部材が転写ローラであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
上記回転駆動部材のベルト部材への接触時の、離間時に対するベルト部材変位方向を検出可能な手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
検出されたベルト部材の変位方向情報に基づき、回転駆動部材の回転軸と無端状ベルト部材を張架するローラ部材との平行度を自動的に調整することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。