JP3307105B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents

カラー画像形成装置

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JP3307105B2
JP3307105B2 JP24660394A JP24660394A JP3307105B2 JP 3307105 B2 JP3307105 B2 JP 3307105B2 JP 24660394 A JP24660394 A JP 24660394A JP 24660394 A JP24660394 A JP 24660394A JP 3307105 B2 JP3307105 B2 JP 3307105B2
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公人 大森
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  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はカラー画像形成装置に関
し、特に、カラートナー像が形成される像担持ベルトの
周長と、これを駆動するロールの回転周長とずれを補償
して色ずれを防止したカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来のカラー画像形成装置として、感光体
や中間転写体等の像担持体、又は用紙搬送装置にベルト
を使用したカラー画像形成装置がある。このカラー画像
形成装置では、例えば、特開平2−12271号公報に
示されるように、中間転写ベルトの周長と駆動ロールの
周長の比を整数倍にして3回の色重ね時に各カラーに色
ずれが生じないようにしている。
【0003】かかるカラー画像形成装置において、ベル
トを駆動する駆動ロールの回転軸に偏心が生じている
と、駆動ロールが回転することによって図8に示すよう
に、ロール表面に速度誤差が生じる。この速度誤差は駆
動ロールの平均速度V0 に対し、駆動ロールの偏心量a
と角速度ωの積に基づく振幅で表され、この速度誤差に
よって駆動ロールの回転分の周長とベルト周長との間に
周長差b(位置誤差)が発生する。ここで、rは駆動ロ
ールの半径である。
【0004】図9は、図8の速度誤差に基づいて生じた
駆動ロールの回転分の周長とベルト周長の周長差bにお
ける時間tでのベルト位置誤差を示しており、(n−
1)色目画像とn色目画像の画像先端を一致させるカラ
ーレジストレーションにおいて(n−1)色目画像とn
色目画像との間にベルト位置誤差D(n)が生じてい
る。図9において、n色目のベルト表面位置I(n)は
次式により表される。 I(n)=rωt 従って、ベルト表面の位置誤差D(n)はI(n)−I
(n−1)より、次式により表される。 D(n)=(ab÷r)
【0005】このベルト位置誤差D(n)は色ずれ量で
ある。この色ずれ量は図10に示すように駆動ロールの
偏心量aと周長差bの積を駆動ロールの半径rで除した
値に相当する振幅で変化し、その最大値は、図11に示
すように、2ab/rで近似される。
【0006】通常、色ずれは0.1mm程度あると認識で
きることから、高画質を得るためにはこの位相ずれによ
る色ずれを0.05mm以下にする必要がある。
【0007】ベルト表面の位置誤差D(n)を、a=2
mm、r=15mm、b=2mmとし、ベルト4回転でカラー
画像を形成したとき、4回転目における累積誤差D
(3)は以下の値となる。 D(3)=3×0.2×2÷15=0.08mm 従って、従来のカラー画像形成装置において、0.08
mmの色ずれを0.05mm以下にするためには、中間転写
ベルトの周長、駆動ロールの外径及び真円度等の寸法精
度、及びこれらの組み立て時の取付精度等を高めなけれ
ばならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のカラー
画像形成装置によると、前述した寸法精度及び取付精度
を上げるには限度があり、また、どんなに精度を上げた
としても温度変化に基づく熱膨張収縮による精度低下を
補償することは困難である。当然、高精度化にすればす
る程コスト上昇をもたらす。これらの課題は他のカラー
画像形成装置、例えば、中間転写ベルトを介さずに感光
体ベルト上でカラートナー像を重ね合わせる装置等にお
いても共通する。従って、本発明の目的は、像担持ベル
ト及び駆動ロールの寸法精度及び取付精度を上げないで
色ずれを防ぐカラー画像形成装置を提供することにあ
る。
【0009】本発明の他の目的は、温度変化に基づく熱
膨張収縮があっても色ずれを防ぐことができるカラー画
像形成装置を提供することにある。
【0010】本発明の更に他の目的は、コスト上昇を招
かずに色ずれを防ぐことができるカラー画像形成装置を
提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は像担持ベルト及
び駆動ロールの寸法精度及び取付精度を上げないで色ず
れを防ぎ、温度変化に基づく熱膨張収縮があっても色ず
れを防ぎ、コスト上昇を招かずに色ずれを防ぐため、像
担持ベルトと摩擦接触することによって駆動力を伝達す
る駆動力伝達ベルトと、駆動源より駆動力を受けて駆動
力伝達ベルトを介して像担持ベルトを駆動するベルト駆
動ロールと、駆動力伝達ベルトをベルト駆動ロール上に
圧接することによりベルト駆動ロールの偏心を矯正して
その半径を一定にするベルトガイド手段とを有するカラ
ー画像形成装置を提供する。
【0012】
【作用】本発明のカラー画像形成装置によると、駆動力
伝達ベルト駆動ロールは駆動源で発生した駆動力に基づ
いて駆動力伝達ベルトを駆動する。このときに駆動力伝
達ベルトガイド手段は、駆動力伝達ベルト駆動ロールの
回転軸と外周面が一定の距離となるように駆動力伝達ベ
ルトを駆動力伝達ベルト駆動ロールの外周面に接触させ
る。このようにして駆動力が駆動力伝達ベルトに伝達さ
れることによって駆動力伝達ベルト駆動ロールの偏心に
よる速度変動が防止される。駆動力伝達ベルトは像担持
ベルトと摩擦接触することによって像担持ベルトへ駆動
力を伝達する。
【0013】
【実施例】以下、本発明のカラー画像形成装置を図面を
参照しつつ詳細に説明する。
【0014】図1は、中間転写ベルトを使用するカラー
画像形成装置の一実施例を示す。このカラー画像形成装
置は図1に示すように、原画像を走査する画像入力装置
1と、画像入力装置1で走査され画像処理装置(図示せ
ず)で処理された画像信号に基づいて用紙に印字を行う
画像出力装置8より構成されている。
【0015】画像入力装置1は、透明な原稿台2の上に
配置された原稿(図示せず)に光を照射するランプ3
と、原稿からの反射光を反射する反射ミラー4,5と、
ミラー5からの反射光を集束するレンズ6と、レンズ6
で集束された光が入射する電荷結合素子(CCD)7と
を有し、電荷結合素子7は入射した光をR,G,Bのフ
ィルタを通してY(イエロー),M(マゼンタ),C
(シアン)信号に色分解して読み取る。
【0016】画像出力装置8は、画像入力装置1で得ら
れたY,M,C信号をY,M,C,BK(ブラック)に
補色分解して保存する図示しないIPS(Image
Prosessing System)を有し、レーザ
ー光源9AがIPSで画像処理を施して得られた画像デ
ータに基づいて変調されたレーザー光を出射し、その出
射光をポリゴンミラー9Bで偏向する画像書込装置9
と、画像書込装置9より照射されるレーザー光を走査方
向に反射するミラー10と、ミラー10で反射されたレ
ーザー光が照射される感光体ドラム11と、Y,M,
C,BKのトナーの現像機を周方向に90度間隔で配置
し、現像時に回転してそれぞれの色に応じたトナーを感
光体ドラム11の表面に供給する回転型の現像機ユニッ
ト12とを有し、感光体ドラム11の周囲には帯電器1
3及び感光体ドラム11上に残留したトナーを除去する
感光体クリーナー14が配置されている。
【0017】感光体ドラム11の下方には、ドラム表面
に形成されたトナー像が転写される厚さ0.1mmで周長
567mmのポリイミド製中間転写ベルト15を有する中
間転写ベルト装置16が設けられており、中間転写ベル
ト15は直径30mmのロール17(本実施例では駆動ロ
ールである必要はない)によって駆動され、テンション
ロール18,2次転写バックアップロール19によって
支持される。
【0018】ロール17は、表面が低硬度な材質で形成
されているインナーベルト駆動ロール17Bから後述す
るインナーベルト17Aを介して駆動力が伝達され、イ
ンナーベルト17Aはテンショナー17Cによって所定
の張力が与えられるとともに、ガイド17Dによってイ
ンナーベルト駆動ロール17Bの外周に当接するように
支持される。
【0019】テンションロール18には図示されない中
間転写ベルト張力調整機構が設けられており、中間転写
ベルト15に所定の張力を与えている。
【0020】ここで、ロール17が6回転すると中間転
写ベルト15は1回転するように構成されている。
【0021】中間転写ベルト装置16は、中間転写ベル
ト15の1次転写地点に設けられる1次転写コロトロン
20と、ロール17に隣接して設けられるベルトクリー
ナー21と、中間転写ベルト15の基準位置に設けられ
ているマーク28を検出するベルト基準位置検出センサ
22を有し、2次転写バックアップロール19が位置す
る2次転写地点において、用紙搬送装置(トレイ)23
より用紙供給ロール24を介して供給される用紙(図示
せず)を2次転写ロール25で挟持することによって中
間転写ベルト15に転写されたトナー像を用紙へ転写す
る。トナー像が転写された用紙は定着装置26に搬送さ
れてトナー像が定着される。
【0022】図2は、中間転写ベルト装置16における
ロール17の駆動系を示し、ロール17に駆動力を伝達
するインナーベルト17Aは、中間転写ベルト15とロ
ール17の間を走行するように挿入されており、インナ
ーベルト17Aに所定の張力を付与するテンショナー1
7Cは画像形成装置の本体(図示せず)との間に張架さ
れるスプリング27を有している。
【0023】以下、上記した構成における本発明のカラ
ー画像形成装置の動作を説明する。
【0024】画像形成開始が指示されると、画像書込装
置9のレーザー光源9Aから第1色目のカラー画像に応
じたレーザー光が出力される。このレーザー光はポリゴ
ンミラー9Bによって走査方向に偏向された後、ミラー
10で反射されて帯電器13によって帯電された感光体
ドラム11上に照射されて静電潜像を形成する。この静
電潜像は感光体ドラム11の回転方向に位置する現像機
ユニット12において対応するカラーのトナーで現像さ
れる。
【0025】現像されたカラートナー像は、中間転写ベ
ルト15に設けられるマーク28がセンサ22によって
検出されたときに1次転写コロトロン20が設けられる
1次転写位置において感光体ドラム11から中間転写ベ
ルト15に転写される。
【0026】中間転写ベルト15は、感光体ドラム11
と同期して回転するようにロール17によって駆動され
ており、ロール17は中間転写ベルト15との間に挿入
されているインナーベルト17Aを介してインナーベル
ト駆動ロール17Bの駆動力が伝達される。インナーベ
ルト駆動ロール17Bはモータ(図示せず)から減速ギ
ア、あるいはタイミングベルト等の駆動伝達系を介して
駆動力が伝達される。
【0027】インナーベルト駆動ロール17Bに近接し
て設けられるガイド17Dは、インナーベルト17Aを
インナーベルト駆動ロール17Bの表面に接触させるよ
うに誘導する。インナーベルト駆動ロール17Bは回転
しながらインナーベルト17Aをガイド17Dとの間で
挟持する。
【0028】このとき、インナーベルト駆動ロール17
Bの表面はインナーベルト17Aをガイド17Dに押し
当てるとともに弾性変形して駆動力を伝達する。ガイド
17Dは駆動力の伝達時にインナーベルト駆動ロール1
7Bの回転軸とガイド17Dとの距離を一定の間隔に保
つように固定されている。このようにして駆動されるイ
ンナーベルト17Aはロール17上で中間転写ベルト1
5と摩擦接触することによって、中間転写ベルト15に
インナーベルト駆動ロール17Bの駆動力を伝達する。
【0029】上記の動作を各色毎に繰り返してカラート
ナー像を多重転写することにより形成されたフルカラー
画像は、支持ロール19及び2次転写ロール25が位置
する2次転写地点において、用紙トレイ23から用紙供
給ロール24を介して供給される用紙(図示せず)に転
写される。
【0030】上記の構成によると、インナーベルト駆動
ロール17Bからインナーベルト17Aへの駆動力伝達
時にロール偏心等による速度変動の発生を抑制できるこ
とによって中間転写ベルト15の回転精度を向上させる
ことができる。
【0031】図3は、中間転写ベルト装置16における
駆動系の変形例を示し、インナーベルト駆動ロール17
Bで駆動されるインナーベルト17Aは中間転写ベルト
15を支持する中間転写ベルトガイド17Eと中間転写
ベルト15との間に挿入されている。その他の構成およ
び機能は図2の駆動系と共通であるので説明を省略す
る。中間転写ベルトガイド17Eは、例えば、ロール1
7と18の間に設けられている。
【0032】上記の構成によると、インナーベルト駆動
ロールの偏心に基づく中間転写ベルト15の位置変動が
発生しないことから中間転写ベルト15の回転精度を向
上させることができる。
【0033】図4は、中間転写ベルト装置16における
駆動系の他の変形例を示し、インナーベルト17Aの内
周側にガイド17Dを固定し、ガイド17Dに誘導され
るインナーベルト17Aをモータ(図示せず)によって
直接駆動されるインナーベルト駆動ロール17Bで駆動
するようにした。その他の構成および機能は図2および
図3の駆動系と共通であるので説明を省略する。
【0034】上記の構成によると、インナーベルト駆動
ロール17Bがインナーベルト17Aの外周側に配置さ
れることによってインナーベルト17Aの周長を短くで
きるので、駆動系をコンパクトに構成することができ
る。
【0035】図5は、中間転写ベルト装置16における
駆動系の他の変形例を示し、中間転写ベルトガイド17
Eにスプリング27を取り付けるとともに、インナーベ
ルト17Aの内周側にガイド17Dを固定し、ガイド1
7Dに誘導されるインナーベルト17Aをモータ(図示
せず)によって直接駆動されるインナーベルト駆動ロー
ル17Bで駆動するようにした。その他の構成および機
能は図2,図3および図4の駆動系と共通であるので説
明を省略する。
【0036】上記の構成によると、インナーベルト駆動
ロールの偏心に基づく中間転写ベルト15の位置変動が
発生しないので中間転写ベルト15の回転精度が向上す
るとともにテンショナーの構成を簡素化でき、更にイン
ナーベルト17Aの周長を短くできるので、駆動系をコ
ンパクトに構成することができる。
【0037】図6は、感光体ドラム11に代えて感光体
ベルト29を駆動ロール30で駆動するようにした画像
形成装置を示す。実施例1と共通の構成及び機能を有す
る部分については重複する説明を省略する。この画像形
成装置において、駆動ロール30で感光体ベルト29と
の間に挿入されたインナーベルト31と、インナーベル
ト31を駆動するインナーベルト駆動ロール32と、イ
ンナーベルト31をガイドするとともにインナーベルト
駆動ロール32に接触させるガイド33と、インナーベ
ルト31に所定の張力を与えるテンショナー34が設け
られている。
【0038】上記の構成によるカラー画像形成装置によ
ると、感光体ベルト29へトナー像を形成する際に、感
光体ベルト29の速度変動を防止することができる。ま
た、用紙を把持してトナー像の転写を行う転写ドラムを
使用した画像形成装置の感光体ベルト、あるいは図7に
示すように、駆動ロール30で駆動される感光体ベルト
29上に各色のトナー像を重ねることにより多色のトナ
ー像を形成し、一括して記録紙上に転写するようにした
カラー画像形成装置や、ベルトを往復駆動するカラー画
像形成装置に適用しても同様の効果を奏することができ
る。
【0039】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のカラー画像
形成装置によると、駆動源より駆動力を受けて駆動され
る駆動力伝達ベルト駆動ロールによって駆動力伝達ベル
トを駆動し、駆動力伝達ベルトと像担持ベルトをロール
上で摩擦接触させるようにしたため、像担持ベルト及び
ロールの寸法精度及び取付精度を上げないで色ずれを防
ぎ、温度変化に基づく熱膨張収縮があっても色ずれを防
ぎ、コスト上昇を招かずに色ずれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカラー画像形成装置を示す説明図であ
る。
【図2】中間転写ベルト装置の駆動系の一実施例を示す
説明図である。
【図3】中間転写ベルト装置の駆動系の変形例を示す説
明図である。
【図4】中間転写ベルト装置の駆動系の変形例を示す説
明図である。
【図5】中間転写ベルト装置の駆動系の変形例を示す説
明図である。
【図6】本発明のカラー画像形成装置を示す説明図であ
る。
【図7】本発明のカラー画像形成装置を示す説明図であ
る。
【図8】駆動ロールの速度変動を示す説明図である。
【図9】速度誤差によるベルト位置誤差を示す説明図で
ある。
【図10】速度誤差による色ずれを示す説明図である。
【図11】速度誤差による色ずれを示す説明図である。
【符号の説明】
1 画像入力装置 2 原稿台 3 ランプ 4,5 反射ミラー 6 レンズ 7 電荷結合素子 8 画像出力装置 9 画像書込装置 9A レーザー光源 9B ポリゴンミラー 10 反射ミラー 11 感光体ドラム 12 現像機ユニット 13 帯電器 14 感光体クリーナー 15 中間転写ベルト 15A マーク 16 中間転写ベルト装置 17 ロール 17A インナーベルト 17B インナーベルト駆動ロール 17C テンショナー 17D ガイド 17E 中間転写ベルトガイド 18 テンションロール 19 2次転写バックアップロール 20 1次転写コロトロン 21 ベルトクリーナー 22 ベルト基準位置検出センサ 23 用紙トレイ 24 用紙供給ロール 25 2次転写ロール 26 定着装置 27 スプリング 28 マーク 29 感光体ベルト 30 駆動ロール 31 インナーベルト 32 インナーベルト駆動ロール 33 ガイド 34 テンショナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 公人 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 木林 進 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 村上 順一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平5−242457(JP,A) 特開 平6−124049(JP,A) 特開 平4−119380(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 G03G 15/00 550

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のロールによって支持されて回転す
    る像担持ベルト上に、複数のカラートナー像を重ね合わ
    せてカラー画像を形成するカラー画像形成装置におい
    て、 前記像担持ベルトと摩擦接触することによって駆動力を
    伝達する駆動力伝達ベルトと、 駆動源より前記駆動力を受けて前記駆動力伝達ベルトを
    介して前記像担持ベルトを駆動するベルト駆動ロール
    と、 前記駆動力伝達ベルトを前記ベルト駆動ロール上に圧接
    することにより前記ベルト駆動ロールの偏心を矯正して
    その半径を一定にするベルトガイド手段とを有すること
    を特徴とするカラー画像形成装置。
JP24660394A 1994-10-12 1994-10-12 カラー画像形成装置 Expired - Fee Related JP3307105B2 (ja)

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