JP3210725B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー像または転写紙
を担持して次工程領域まで搬送する複数のローラに張力
を印加して巻架され回転駆動されるエンドレスベルト
と、前記ローラの１つとエンドレスベルトを介して対向
配置されたクリーニング部材を備え、該クリーニング部
材をエンドレスベルト表面に押し当て当該表面を清掃す
るクリーニング手段とを有し、前記エンドレスベルト端
部の前記ローラに対向する面側にテープ状の補強部材が
設けられている画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置に用いられるエンド
レスベルトとしては、感光体ベルト、カラー画像形成装
置の転写ベルト等にある。この種の画像形成装置におい
ては、ベルト素材としてゴム系、樹脂フィルム系、金属
系等が挙げられる。カラー画像形成装置では、転写ベル
ト等に伸びが少なく電気抵抗の高い樹脂フィルム系が広
く用いられ、通常の白黒複写機では古くからゴム系のも
のが用いられ、感光体ベルト等に金属系のものが用いら
れている。

【０００３】このような画像形成装置のベルトは、寄り
が生ずると画像ずれ等が生じて画像品質を劣化させるた
め、ベルトの端部にベルト寄り規制部材を設けてベルト
寄りを防止するように構成している。しかし、ベルト寄
り規制部材を設けると、特に樹脂フィルム系のものの場
合、その規制部材近傍に応力が集中するなどにより、端
部亀裂を生ずることがある。

【０００４】そこで、実開平２−９５０７０号公報に
は、図６に示すように、ベルト５０の端部に補強部材５
１を貼着することにより、端部亀裂発生までの時間を長
くすることが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補強部
材５１を貼着するとベルト５０上に段差５２が生じてし
まう。そして、ベルト５０がポリカーボネート樹脂等の
固くて伸びにくいベルトの場合、段差５２のようなちょ
っとした段差や、ローラ角部のエッジまたはバリ等によ
り端部亀裂が短時間で発生してしまうという問題があっ
た。

【０００６】また、図７に示すように、ベルトの寄り力
が大きいとベルト寄り規制部材５４がローラ５３を乗り
上げて破損につながる恐れもあった。本発明は、上記し
た従来の問題を解消し、ベルト亀裂を抑えて寿命を延ば
し、しかも波打ちを防いでベルトの走行性が安定する画
像形成装置を提供すること目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トナー像または転写紙を担持して次工程
領域まで搬送する複数のローラに張力を印加して巻架さ
れ回転駆動されるエンドレスベルトと、前記ローラの１
つとエンドレスベルトを介して対向配置されたクリーニ
ング部材を備え、該クリーニング部材をエンドレスベル
ト表面に押し当て当該表面を清掃するクリーニング手段
とを有し、前記エンドレスベルト端部の前記ローラに対
向する面側にテープ状の補強部材が設けられている画像
形成装置において、前記ローラは、前記エンドレスベル
トの幅より広い幅に形成され、かつ、前記補強部材が対
向する領域が中央領域よりも小径となる段差が設けられ
ており、前記クリーニング部材の前記エンドレスベルト
への当接域が、前記補強部材が対向する領域内に達して
いることを特徴としている。

【０００８】なお、本発明は、前記補強部材の前記ロー
ラに対向する面側にはベルト寄り規制部材が設けられ、
前記ローラの前記段差には前記ベルト寄り規制部材が対
向する領域に該段差よりも小径となる他の段差が設けら
れており、前記クリーニング部材の前記エンドレスベル
トへの当接域が、前記ベルト寄り規制部材が対向する領
域内に達していると、効果的である。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に従って
説明する。図１は、本発明に係る画像形成装置としての
カラー複写装置を示す概略構成図、また図２は感光体・
中間転写ベルト回りの拡大図である。最初に、カラー複
写装置の構成・動作を説明する。

【００１０】カラー画像読み取り装置（以下、カラース
キャナと称す）１は、原稿３の画像を照明ランプ４、ミ
ラー群５、およびレンズ６を介してカラーセンサー７に
結像して、原稿のカラー画像情報を、例えばＢｌｕｅ
（Ｂと略す）、Ｇｒｅｅｎ（Ｇと略す）、Ｒｅｄ（Ｒと
略す）の色分解光毎に読み取り電気的な画像信号に変換
する。そして、このカラースキャナ１で得たＢ、Ｇ、Ｒ
の色分解画像信号強度レベルをもとにして、画像処理部
（図示なし）で色変換処理を行い。Ｂｌａｃｋ（以下、
Ｂｋと記す）、Ｃｙａｎ（同、Ｃ）、Ｍａｇｅｎｔａ
（同、Ｍ）、Ｙｅｌｌｏｗ（同、Ｙ）のカラー画像デー
タを得る。

【００１１】これを、次に述べるカラー画像記録装置
（以下、カラープリンターと称す）２によって、Ｂｋ、
Ｃ、Ｍ、Ｙの顕像化を行い、これを重ね合わして４色フ
ルカラー画像を形成する。

【００１２】次に、カラープリンター２の概要を説明す
る。書き込み光学ユニット８は、カラースキャナ１から
のカラー画像データを光信号に変換して、原稿画像に対
応した光書き込みを行い、潜像担持体としての感光体ド
ラム９に静電潜像を形成する。

【００１３】感光体ドラム９は、矢印の如く反時計方向
に回転するが、その回りには感光体クリーニングユニッ
ト（クリーニング前除電器を含む）１０、除電ランプ１
１、帯電器１２、電位センサ１３、Ｂｋ現像器１４、Ｃ
現像器１５、Ｍ現像器１６、Ｙ現像器１７、現像濃度パ
ターン検知器１８、担持体としての中間転写ベルト１９
などが配置されている。各現像器は、静電潜像を原稿す
るために現像剤を感光体９に対向させるよう回転する現
像スリーブ１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７ａと、現像剤
を汲み上げ・攪拌するために回転する現像パドル１４
ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂおよび現像剤のトナー濃度
検知センサ１４ｃ、１５ｃ、１６ｃ、１７ｃなどで構成
されている。現像動作の順序（カラー画像形成順序）
を、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例で以下説明する。ただし、画
像形成順序はこれに限定されるものではない。

【００１４】コピー動作が開始されると、カラースキャ
ナ1 所定のタイミングの時点からＢｋ画像データの読み
取りがスタートし、この画像データに基づきレーザー光
による光書き込み・潜像形成が始まる（以下、Ｂｋ画像
データによる静電潜像をＢｋ潜像と称す。Ｃ、Ｍ、Ｙに
ついても同じ）。このＢｋ潜像の先端部から現像可能と
すべく、Ｂｋ現像器１４の現像位置に潜像先端部が到達
する前に現像スリーブ１４ａを回転開始してＢｋ潜像を
Ｂｋトナーで現像する。そして以降、Ｂｋ潜像領域の現
像動作を続けるが、Ｂｋ潜像後端部がＢｋ現像位置を通
過した時点で現像不作動状態にする。これは少なくと
も、次のＣ画像データによるＣ潜像先端部が到達する前
に完了させる。

【００１５】感光体９に形成したＢｋトナー像は、感光
体と等速駆動されている中間転写ベルト１９の表面に転
写する（以下、感光体から中間転写ベルトへのトナー像
転写をベルト転写と称す）。ベルト転写は、感光体９と
中間転写ベルト１９が接触状態において、転写バイアス
ローラ２０に所定のバイアス電圧を印加することで行
う。なお、中間転写ベルト１９には感光体９に順次形成
するＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナー像を同一面に順次位置合
わせして４色重ねてベルト転写画像を形成し、その後転
写紙に一括転写を行う。この中間転写ベルトユニットの
構成・動作については後述する。

【００１６】感光体９では、Ｂｋ工程の次にＣ工程に進
むが所定のタイミングからカラースキャナ１によるＣ画
像データ読み取りが始まりその画像データによるレーザ
ー光書き込みでＣ潜像形成を行う。

【００１７】Ｃ現像器１５は、その現像位置に対して、
先のＢｋ潜像後端部が通過した後でかつＣ潜像の先端が
到達する前に現像スリーブ１５ａを回転開始してＣ潜像
をＣトナーで現像する。以後Ｃ潜像領域の現像を続ける
が、潜像後端部が通過した時点で、先のＢｋ現像器の場
合と同様に現像不作動状態にする。これもやはり次のＭ
潜像先端部が到達する前に完了させる。

【００１８】なお、ＭおよびＹの工程については、それ
ぞれの画像データ読み取り、潜像形成・現像の動作が上
述のＢｋ・Ｃの工程と同様であるので説明は省略する。

【００１９】次に、中間転写ベルトユニットについて説
明する。中間転写ベルト１９は、駆動ローラ２１、ベル
ト転写バイアスローラ２０、従動ローラ２１ａ、および
クリーニング対向ローラ２１ｂに巻き掛けられ張力を付
与されており、図示してない駆動モータにより後述の如
く駆動制御される。

【００２０】ベルトクリーニングユニット２２は、クリ
ーニング対向ローラ２１ｂと中間転写ベルト１９を挟ん
で対向配置されたブラシローラ２２ａ、ゴムブレード２
２ｂとして構成されたクリーニング部材、およびベルト
からの接離機構２２ｃなどで構成されており、１色目の
ＢＫ画像をベルト転写した後の第２色、第３色、第４色
目をベルト転写している間は、接離機構２２ｃによって
紙転写ユニット２３は、紙転写バイアスローラ２３ａ、
ローラークリーニングブレード２３ｂ、およびベルトか
らの接離機構２３ｃなどで構成されている。バイアスロ
ーラ２３ａは、通常は中間転写ベルト１９の面から離間
しているが、中間転写ベルト１９の面に形成された４色
の重ね画像を転写紙に一括転写する時にタイミングを取
って接離機構２３ｃで押圧され、紙転写バイアスローラ
２３ａに所定のバイアス電圧を印加し、紙への転写を行
うか、又は同時に帯電器１２により帯電した感光体９面
に接触させ紙への転写を行う。

【００２１】なお、転写紙２４は給紙ローラ２５、レジ
ストローラ２６によって、中間転写ベルト面の４色重ね
画像の先端部が紙転写位置に到達するタイミングに合わ
せて給紙される。

【００２２】中間転写ベルト１９の動き方は、１色目の
Ｂｋトナー像のベルト転写が後端部まで終了した後の動
作方式として次の３通りが考えられるが、この中の１方
式かまたはコピーサイズに応じて（コピー速度面など
で）効率的な方式の組み合わせによって動作させる。

【００２３】１）一定速往動方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写後も、そのまま一定速で
往動を続ける。 ２．そして中間転写ベルト１９の面上のＢｋ画像先端位
置が、再び感光体９との接触部のベルト転写位置に到達
した時、感光体９側は次のＣトナー像の先端部が丁度そ
の位置にくるようにタイミングを取って画像形成されて
いる。

【００２４】その結果、Ｃ画像はＢｋ画像に正確に位置
合わせして中間転写ベルト１９上に重ねてベルト転写さ
れる。 ３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像工程に進み、
４色重ねのベルト転写画像を得る。

【００２５】４．４色目のＹトナー像ベルト転写工程に
引き続きそのまま往動しながら中間転写ベルト面上の４
色重ねトナー像を、上記したように転写紙２４に一括転
写する。

【００２６】２）スキップ往動方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
の面からベルト１９を離間させ、そのままの往動方向に
高速スキップさせて所定量を移動したら当初の往動速度
に戻す。また、その結果再び感光体９に中間転写ベルト
１９を接触させる。

【００２７】２．そして中間転写ベルト１９の面上のＢ
ｋ画像先端位置が再びベルト転写位置に到達した時、感
光体９の側は次のＣトナー像の先端部が丁度その位置に
くるようにタイミングを取って画像形成されている。

【００２８】その結果、Ｃ画像はＢｋ画像に正確に位置
合わせして重ねてベルト転写される。 ３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像工程に進み４
色重ねのベルト転写画像を得る。

【００２９】４．４色目のＹトナー像ベルト転写工程に
引き続きそのままの往動速度で、ベルト１９面上の４色
重ねトナー像を転写紙２４に一括転写する。

【００３０】３）往復動（クイックリターン）方式 １．Ｂｋトナー像のベルト転写が終了したら、感光体９
の面からベルト１９を離間させ、そして往動を停止させ
ると同時に逆方向に高速リターンさせる。リターンは、
ベルト１９の面上のＢｋ画像先端位置がベルト転写相当
位置を逆方向に通過し、さらに予め設定された距離分を
移動した後に停止させて待機状態にする。

【００３１】２．次に感光体９の側のＣトナー像の先端
部がベルト転写位置より手前の所定位置に到達した時点
に、中間転写ベルト１９を再び往動方向にスタートさせ
る。またベルト１９を感光体９の面に再び接触させる。

【００３２】この場合も、Ｃ画像がベルト１９の面上で
Ｂｋ画像に正確に重なるような条件に制御されてベルト
転写される。 ３．その後も同様動作によってＭ、Ｙ画像工程に進み４
色重ねのベルト転写画像を得る。

【００３３】４．４色目のＹトナー像のベルト転写工程
に引き続き、リターンせずにそのままの速度で往動し
て、ベルト１９面上の４色重ねトナー像を転写紙２４に
一括転写する。

【００３４】中間転写ベルト面から４色重ねトナー像を
一括転写された転写紙２４は、紙搬送ユニット２７によ
り定着器２８に搬送され、所定温度にコントロールされ
た定着ローラ２８ａと加圧ローラ２８ｂでトナー像を溶
融定着してコピートレイ２９に搬出されフルカラーコピ
ーを得る。

【００３５】転写紙２４にトナー像を転写した後の中間
転写ベルト１９はクリーニングユニット２２を再び接離
機構２２ｃで押圧して、表面をクリーニングするか又は
同時に帯電器１２により帯電した感光体９の面に接触さ
せ、クリーニングユニット２２により表面をクリーニン
グする。

【００３６】ベルト転写後の感光体９は、感光体クリー
ニングユニット１０で表面をクリーニングされまた除電
ランプ１１で均一に除電する。また、転写紙２４にトナ
ー像を転写した後の中間転写ベルト１９はクリーニング
ユニット２２を再び接離機構２２ｃで押圧して、同時に
帯電器１２により帯電した感光体９面に接触させ、クリ
ーニングユニット２２により表面をクリーニングする。

【００３７】リピートコピーの時は、カラースキャナ１
の動作および感光体９への画像形成は、１枚目のＹ（４
色目）画像工程に引き続き所定のタイミングで２枚目の
Ｂｋ（１色目）画像工程に進む。

【００３８】また、中間転写ベルト１９の方は１枚目の
４色重ね画像の転写紙への一括転写工程に引き続き表面
をクリーニングユニット２２でクリーニングされた領域
に、２枚目のＢｋトナー像がベルト転写されるようにす
る。その後は、１枚目と同様動作になる。

【００３９】なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３には各種サイズの転写紙が収納されており、操作パ
ネル（図示なし）で指定されたサイズ紙の収納カセット
からタイミングを取ってレジストローラ２６の方向に給
紙、搬送される。ＯＨＰ用紙や厚紙などのために手差し
給紙トレイ３４を設けることもできる。

【００４０】以上は４色フルカラーを得るコピーモード
の説明であったが、３色コピーモード、２色コピーモー
ドの場合は指定された色と回数の分について上記同様の
動作を行うことになる。また単色コピーモードの場合
は、所定枚数が終了するまでの間その色の現像器のみを
現像作動状態にして、中間転写ベルト１９は、感光体９
面に接触したまま往動方向に一定速駆動しさらにベルト
クリーナー２２も中間転写ベルト１９に接触したままの
状態でコピー動作を行う。

【００４１】図３は、上記中間転写ベルト１９とクリー
ニング対向ローラ２１ｂの部分拡大断面図を示す。図３
において、中間転写ベルト１９の少なくとも一方の端部
に補強部材４０が貼着されている。この補強部材４０と
しては、ポリエステルフィルムをベースとした粘着テー
プが一般的であるが、補強部材４０はベルト素材よりも
機械的強度の高い、特に耐屈曲性の高い材質のものを選
択する必要がある。また、補強部材４０の厚さは２５〜
２００μｍのものが効果的であり、厚すぎるとベルトの
剛性が高くなりすぎて、特に巻き掛けるローラの径が小
径で巻付け角度の大きいところではベルト波打ち、シワ
の原因になることがある。

【００４２】ところで、中間転写ベルト１９はポリカー
ボネート樹脂で作られており、ポリカーボネート樹脂等
の固くて伸びにくいベルトの場合、ちょっとしたベルト
の段差、ローラ角部のエッジまたはバリ等により端部亀
裂が短時間で発生してしまうという問題があることは先
に説明した。

【００４３】そこで、本発明ではクリーニング対向ロー
ラ２１ｂに、補強部材４０の当接領域ｂが中央領域ａよ
りも小径となる段差４１が設けられている。この段差４
１は、補強部材４０の厚さ以上の高さＨ１に形成されて
いる。また、段差４１には角部４１ａのエッジ、バリに
より中間転写ベルト１９にスジ状の傷が入ってその寿命
を短くするので、図４に示すように角部４１ａの形状を
半径０．０５〜０．３ｍｍ程度の丸味を付けて形成して
いる。

【００４４】かくして、補強部材４０を貼着して中間転
写ベルト１９上に段差が生じても、クリーニング対向ロ
ーラ２１ｂに段差４１を設けたことにより、中間転写ベ
ルト１９上の段差が解消され、中間転写ベルト１９に短
時間で端部亀裂が発生することを防止できる。図６に示
す従来例では、ベルト５０に補強部材５１を貼着する
と、符号５５で示す空気層部ができる。このとき、ロー
ラ５３がクリーニング対向ローラであると、クリーニン
グブレードの当接角度がクリーニング性に大きく影響を
及ぼすので、クリーニングブレードの当接許容範囲が空
気層部５５よりも中央側になり、ベルトローラ支持ユニ
ットが大きくなり、スペースとコスト上に問題が生ず
る。さらに、空気層部５５ができると、その近傍に応力
集中するので、端部亀裂も生じやすい。本発明では、空
気層部ができないので、端部亀裂も生じにくく、さらに
クリーニングブレードの当接許容範囲が補強部材４０の
当接領域ｂ内であっても差し支えない。但し、段差４０
の高さＨ１と補強部材４０の厚さの差が大きすぎると、
ブレードの当接圧が弱くなるので、段差４０の高さＨ１
と補強部材４０の厚さの差は０乃至０．０５ｍｍの範囲
が好適である。しかし、クリーニング性に余裕がある場
合、上記差は±０．０２ｍｍ等にしてもよい。

【００４５】また、本実施例では中間転写ベルト１９の
端部にベルト寄り規制部材４２が貼着され、クリーニン
グ対向ローラ２１ｂにはベルト寄り規制部材４２の当接
領域ｃが段差４１のローラ径よりも小径となる他の段差
４３が設けられている。この段差４３は、ベルト寄り規
制部材４２の厚さ以上の高さＨ２に形成され、また段差
４３の角部の形状も半径０．０５〜０．３ｍｍ程度の丸
味を付けて形成されている。

【００４６】図５は補強部材幅に対するベルトの亀裂発
生するまでの時間を表すグラフであり、通常のベルトは
交換部品なので、１０ｍｍ以上あれば、実用上問題がな
い。また、中間転写ベルト１９の表面側にも貼ること
で、さらに亀裂発生時間を長くできる。

【００４７】中間転写ベルト１９において、転写紙の最
大画像幅をｅ、クリーニングブレードのクリーニング幅
をｄとすると、最大画像幅ｅ、中央領域ａ、クリーニン
グ幅ｄ、ベルト寄り規制部材４２の当接領域ｃの内スパ
ンの順に幅が広く設定すると、ベルト寄りが大きいとき
のベルト寄り規制部材４２の傾きを小さくし、ベルト寿
命をアップできる。また、クリーニング幅をｄ´にし
て、ベルト寄り規制部材４２の当接領域ｃ内に設定する
と、クリーニングブレードによりベルト寄り規制部材４
２がローラ上に乗り上げることを防止できる。プレード
幅を寄り規制部材幅より大とすることで、この乗り上げ
を防止することが可能である。従来では、別部材を設け
て乗り上げを防止するも行われているが、このような別
部材が不要なので省スペース・部品削減（コストダウ
ン）が可能である。

【００４８】なお、段差を付けるローラを、クリーニン
グ対向ローラ２１ｂを対象として説明したが、ローラは
駆動ローラ２１、ベルト転写バイアスローラ２０、従動
ローラ２１ａについても同様に構成することが好まし
い。

【００４９】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、ベルト表
面の波打ちを防ぎ平滑にすることで、ベルト寿命アップ
・転写圧の均一化による転写の安定性・ベルトと駆動ロ
ーラ密着力アップによるベルト走行の安定化が図れるの
で、良好な画像品質を長期に渡って得ることができる。
さらに、ベルトの蛇行を簡単な構成で軽減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー複写装置の概略構成図である。

【図２】感光体・中間転写ベルト回りの拡大図である。

【図３】中間転写ベルトとクリーニング対向ローラの部
分拡大断面図である。

【図４】図３の段差角部の部分拡大説明図である。

【図５】補強部材幅に対するベルトの亀裂発生するまで
の時間を表すグラフである。

【図６】従来のベルトとローラの部分拡大断面図であ
る。

【図７】その寄り発生時の説明図である。

【符号の説明】

１９ 中間転写ベルト ２１ｂ クリーニング対向ローラ ４０ 補強部材 ４１ 段差 ４２ ベルト寄り規制部材 ４３ 他の段差

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−98284（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−55565（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−22903（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−73541（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B65H 5/02 B65H 5/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像または転写紙を担持して次工程
   領域まで搬送する複数のローラに張力を印加して巻架さ
   れ回転駆動されるエンドレスベルトと、前記ローラの１
   つとエンドレスベルトを介して対向配置されたクリーニ
   ング部材を備え、該クリーニング部材をエンドレスベル
   ト表面に押し当て当該表面を清掃するクリーニング手段
   とを有し、前記エンドレスベルト端部の前記ローラに対
   向する面側にテープ状の補強部材が設けられている画像
   形成装置において、 前記ローラは、前記エンドレスベルトの幅より広い幅に
   形成され、かつ、前記補強部材が対向する領域が中央領
   域よりも小径となる段差が設けられており、前記クリー
   ニング部材の前記エンドレスベルトへの当接域が、前記
   補強部材が対向する領域内に達していることを特徴とす
   る画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記補強部材の前記ローラに対向する面
   側にはベルト寄り規制部材が設けられ、前記ローラの前
   記段差には前記ベルト寄り規制部材が対向する領域に該
   段差よりも小径となる他の段差が設けられており、前記
   クリーニング部材の前記エンドレスベルトへの当接域
   が、前記ベルト寄り規制部材が対向する領域内に達して
   いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。