ところが、このようなドラム状又はベルト状の中間転写体200、300を用いたカラー画像形成装置にあっては、その中間転写体を使用しないタイプの画像形成装置に比べて、その中間転写体200、300に係わる機構を装置本体内に配設する分、特に装置高さ(寸法)が高くなってしまい、装置の小型化が困難であった。
このうちドラム状の中間転写体200を用いる画像形成装置は、特にその中間転写体200の周囲に複数の像担持体100を配設するタイプの場合、その複数の像担持体を配設できるドラム周面領域を確保する要請からそのドラム径をある程度大きく設定する必要があるため、中間転写ドラム200全体における高さ方向の寸法H200が大きくなってしまう傾向にあり、これにより装置高さを低くすることが難しい。
また、ベルト状の中間転写体300を用いる画像形成装置は、その多くは中間転写ベルト300を少なくとも3本のロール310、320、330に張架させ、例えばその逆三角形の各頂点に相応するように配設される3つのロールのうち下方側に配設したロール330を二次転写時のバックアップロールとして使用して二次転写部の一部を構成しているため、ロールに張架された状態の中間転写ベルト300全体における高さ方向の寸法H300が大きくなり、やはり装置高さを低くするのが難しいのである。
本出願人は、先に、駆動ロールのグリップ力を増して中間転写ベルトのスリップを防止するため、図11に示すように、2本の回転ロール350、360の間において中間転写ベルト300の外周面から押し当てるように駆動ロール370を配設した画像形成装置について提案している(特開平10−260590号公報など)。しかし、この場合には、少なくとも3本のロール350、370、360を縦方向に間隔をあけて配設する必要があるため、ロールに張架された中間転写ベルト300全体における高さ方向の寸法H300が大きくならざるを得ず、装置高さを低くするのが難しい。また、駆動ロール370が中間転写ベルト300の転写面となる外周面に接触するため、そのロール表面がトナー等により汚れたり、ベルト外周面に傷害が発生する等の不具合がある。
従って、本発明の目的は、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、ひいては装置全体の高さの低減化に寄与できる中間転写ベルトを備えた画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、像担持体で形成されるトナー像が一次転写された後にそのトナー像を被転写材に二次転写させるまで搬送する無端状のベルトであって、少なくとも2本の主要なロールに張架されて一定の方向に回転するとともに、その張架されたベルト全体における長手方向が装置本体内でほぼ水平な状態となるように設置される中間転写ベルトと、前記2本の主要なロールの一方を二次転写用バックアップロールとして使用するとともに、この二次転写用バックアップロールに前記中間転写ベルトを押し当てるようにそのバックアップロールと対向する位置に二次転写ロールを配設してなる二次転写部と、この二次転写部の上方に配置される定着装置と、前記中間転写ベルトの上方において水平方向に並べて設置される複数のトナーカートリッジと、この複数のトナーカートリッジの上方に配設される被転写材の排出収容部と、前記中間転写ベルトの下方に配置される被転写材の収容トレイと、この収容トレイから送り出される被転写材が装置本体の一つの側面に近づいた状態で前記二次転写部を通過して前記定着装置まで搬送されるように配置される被転写材の搬送路と、前記中間転写ベルトの二次転写用バックアップロールよりもそのベルト回転方向上流側の直近の位置においてそのベルト内周面側から支持して前記二次転写部へのベルト進入角を確定するように配設されるプレロールとを有することを特徴とするものである。この場合、中間転写ベルトとして少なくとも一側端部にリブが形成され、そのリブが主要なロールの端面部に規制されながら回転するタイプのベルトを使用するときには、そのリブが形成された中間転写ベルトを張架するロールの数は極力少なくすることが好ましい。
この画像形成装置においては、中間転写ベルトが少なくとも2本の主要なロールに張架されているため、その全体が扁平した形態となり、従って高さ方向の寸法が小さなものとなる。このような扁平状で高さ方向の寸法の小さな中間転写ベルトをその長手方向が装置本体内にほぼ水平な状態で配置しているため、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分が極力少なくなる。また、中間転写ベルトのバックアップロールとのラップ角が大きくなるため、二次転写時に、そのロールに張架されている中間転写ベルトの外周面に圧接する状態で供給される被転写材がそのベルト外周面から剥離されやすくなる。
しかも、この画像形成装置においては、その中間転写ベルトを基準にして、二次転写部、定着装置、複数のトナーカートリッジ、被転写材の排出収容部、被転写材の収容トレイ、及び被転写材の搬送路を上記したような位置関係及び状態でそれぞれ配置しているため、上述したように全体が扁平した形態となりその高さ方向の寸法が小さい中間転写ベルトの一端部側やその上方側及び下方側の部位に対し、二次転写部、定着装置、複数のトナーカートリッジ、排出収容部、収容トレイ及び搬送路が合理的に配置された状態となり、これによっても装置高さの増加分が抑えられるようになる。
特に、扁平状で高さ方向の寸法の小さな中間転写ベルトの長手方向の一端部側(二次転写用バックアップロールのある側)に二次転写ロールを配して二次転写部を配置している状態になるため、例えば、その中間転写ベルトの長手方向における上方又は下方側に二次転写部を配置する場合に比べて、装置高さの増加が抑えられる。また、複数のカートリッジを中間転写ベルトの上方において水平方向に並べて設置しているため、例えばその複数のカートリッジの一部又は全部を垂直方向等の水平方向以外の方向に並べて配置する場合に比べて、装置高さの増加が抑えられる。さらに、被転写材の搬送路を被転写材が装置本体の一つの側面に近づいた状態で上記二次転写部を通過して定着装置まで搬送されるように配置しているため、被転写材を装置本体の一側面に沿ってほぼ垂直方向に搬送することになって、その被転写材を装置本体内で水平方向に搬送するようなスペースの確保が不要となり、その分装置高さの増加が抑えられる。また、この搬送路は装置本体の一側面に近づいた状態で配置されることになるため、装置本体の側面に沿った空間が無駄にされることなく有効に利用される。
さらに、この画像形成装置においては、上記プレロールを上記したような位置に配置しているので、中間転写ベルトの高さ方向の寸法の増加を抑えつつ、その中間転写ベルトの下方に配置された収容トレイから送り出されて搬送路を通して二次転写部に搬送される被転写材の状態に合せて中間転写ベルトの二次転写部への進入角度を適切に確定することができるようになる。また、中間転写ベルトが二次転写部に達する前において変動すること(ベルト回転により自然に発生する場合や、近傍にあるテンションロールのたわみ調整時の動作で発生する場合など)があっても、その変動に影響されることなく一定の状態に保たれるようになるため、二次転写が良好にかつ安定して行われるようになる。
また、上記の画像形成装置においては、前記主要なロールが、それ以外のロールの径よりも大きい径からなるロールであるように構成するとよい。このように構成した場合には、前記プレロール等の他のロールが主要なロールの径よりも小さい径のロールであることになるため、その主要なロール以外の他のロールを配置する場合にその他のロールの配置を中間転写ベルトの高さ寸法の増加を抑えるように行うことができ易くなり、またその他のロールがプレロールの場合には中間転写ベルトの二次転写部への進入角度の調整を行い易くなる。
また、上記の画像形成装置においては、二次転写バックアップロールではない他方の主要なロールを、中間転写ベルトに回転動力を伝達する駆動ロールとして使用すると同時に、そのロール全体を変位させて中間転写ベルトの回転方向と直交する方向への走行ずれを補正するステアリングロールとして使用するように構成するとよい。
このように構成した画像形成装置では、1つの主要ロールのみによって中間転写ベルトの回転駆動とその回転方向と直交する方向への走行ずれの補正とが併せて行われる。また、中間転写ベルトの駆動ロールとのラップ角が大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロールの回転動力が中間転写ベルトに正確に伝達され、この結果中間転写ベルトが正確にかつ安定して回転するようになる。さらに、中間転写ベルトのステアリングロールとのラップ角も大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルトの変位が機敏になされるようになって補正感度が良好となる。
また、上記の画像形成装置においては、駆動ロールと二次転写用バックアップロールとの間に、中間転写ベルトをその内周面側から支持して像担持体が当接するベルト面を確定する少なくとも2本の補助ロールを配設するように構成するとよい。この少なくとも2本の補助ロールは、前記2本の主要なロール(駆動ロール及び二次転写用バックアップロール)よりも小さいロール径からなるロールであることが好ましい。また、この補助ロールは、駆動ロールのベルト回転方向下流側であってバックアップロールのベルト回転方向上流側となる中間転写ベルト領域を支持する位置に配設することが好ましい。
このように構成した画像形成装置では、少なくとも2本の補助ロールの間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は少なくとも2本の補助ロールの間に位置するため、ステアリングロール(駆動ロール)のステアリング動作により変位(変動)することがない。また、特に像担持体が複数配設される場合には、その各像担持体の中間転写ベルトとの当接状態が同一となる。
また、この少なくとも2本の補助ロールを配設する画像形成装置においては、少なくとも2本の補助ロールのうちで両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを像担持体が当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面(そのベルト面と平行な面)内で変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成するとよい。
このように構成した画像形成装置では、そのテンションロールが像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。このたわみ調整時において、テンションロールは上記基準面内で変位するため、かかるロールの変位に伴って像担持体の当接するベルト面が変位することがなく(そのテンションロールと他の補助ロールの間に支持された状態で)一定に保たれる。
一方、前記少なくとも2本の補助ロールを配設する画像形成装置においては、補助ロールを3本以上配設し、そのうち両端側に配設される一方の補助ロールを、中間転写ベルトに張力を付与するとともにそのロールを中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位させて中間転写ベルトのたわみを調整するテンションロールとして使用するように構成してもよい。この場合、そのテンションロールとこのロールと隣り合う補助ロールとの間のベルト面には像担持体を当接させないようにする。
このように構成した画像形成装置では、そのテンションロールが中間転写ベルト面への押圧力を加減する方向に変位することにより中間転写ベルトのたわみが調整される。また、この一端側にあるテンションロール以外の2本以上の補助ロール間において像担持体が当接するベルト面が確定される。これにより、そのベルト面は、テンションロールが存在しない少なくとも2本の補助ロールの間に常に位置することになるため、テンションロールが第4の画像形成装置の場合のように像担持体の当接するベルト面と同一の位置関係にある基準面内で変位するように構成しなくとも、そのテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変位(変動)することがない。
さらに、上記補助ロールの1つをテンションロールとして使用するように構成した各画像形成装置においては、二次転写用バックアップロール側となる端側に配設される補助ロールをテンションロールとして使用するように構成するとよい。
このように構成した画像形成装置では、テンションロールが像担持体の当接する一次転写部となるベルト面よりも回転方向下流側に位置するため、その一次転写部となるベルト面の回転(移動)速度がテンションロールのたわみ調整時の動作により影響を受けて変動することがなく一定に保たれる。
また、この上記画像形成装置においては、二次転写用バックアップロールとテンションロールとの間に中間転写ベルトをその内周面側から支持して二次転写部へのベルト進入角を確定するプレロールを配設するように構成するとよい。この場合のプレロールは、上記したプレロールにも該当することになる。
このように構成した画像形成装置では、プレロールの存在により中間転写ベルトの二次転写部へのベルト進入角が、例えばテンションロールのたわみ調整時の動作があったとしても、常に一定に保たれるため、二次転写部の状況が一定して良好な二次転写が可能となる。
なお、上記像担持体は、ドラム状又はベルト状の感光体や誘電体である。また、その数については単数でもあるいは複数であってもよいが、本発明は複数の場合に特に有効である。
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、前述したように中間転写ベルトを主要なロール等により細長く扁平状となるように張架した状態で装置本体内にほぼ水平状態に配設しているので、ロールに張架された状態の中間転写ベルト全体における高さ方向の寸法が可及的に抑えられ、中間転写ベルトを配設することによる装置高さの増加分を極力少なくすることができる。しかも、このような装置本体内にほぼ水平状態に配設されて装置高さの増加分を極力少なくすることができる中間転写ベルトを基準にして、二次転写部、定着装置、複数のトナーカートリッジ、被転写材の排出収容部、被転写材の収容トレイ、及び被転写材の搬送路を上記したような位置関係及び状態でそれぞれ配置しているので、これによっても装置高さの増加分が抑えられるようになる。この結果、中間転写方式を採用する画像形成装置であるにもかかわらず、その装置全体の高さの低減化を図ることが可能となる。また、その中間転写ベルトに対してプレロールを配置しているので、中間転写ベルトの高さ方向の寸法の増加を抑えつつ、その中間転写ベルトの下方に配置された収容トレイから送り出されて搬送路を通して二次転写部に搬送される被転写材の状態に合せて中間転写ベルトの二次転写部への進入角度が適切に確定されるようになる。また、この中間転写ベルトは上記したように扁平状態に張架していることや、そのベルトに補助ロールや機能ロールを適宜配設していることにより、きわめて安定して回転するため、中間転写ベルトに要求される本来の性能が損なわれることなく良好な中間転写動作が実行される。
[実施の形態1]
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態を示すものであり、図1はこの実施形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す概略説明図、図2はその画像形成装置で採用する中間転写ベルト機構を示す説明図である。
この実施形態1の画像形成装置は、4つの作像ユニット10Y、10M、10C、10Kによって個別に形成するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4色のトナー像を、中間転写機構20の中間転写ベルト21の表面に重ね合わせるように一次転写させた後、その中間転写ベルト21から被転写材としての記録シートP側に二次転写させることにより、いわゆるフルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置である。また、この装置は、4つの作像ユニットのうちブラック用作像ユニット10Kのみを作動させることにより白黒画像を形成することも可能なものである。
まず、上記作像ユニット10はいずれも、電子写真プロセスにより前記した4色の各トナー像をそれぞれ形成するものであり、画像形成装置本体1のほぼ中央部に水平状態に間隔をあけた状態で配設されている。また、各作像ユニット10はいずれも、基本的に、所定の速度で回転駆動される像担持体としての感光ドラム11と、この感光ドラム11の表面を一様に帯電する帯電ロール装置12と、帯電後の感光ドラム11の表面に画像情報に応じた光像を露光して静電潜像を形成する潜像形成装置13と、その静電潜像を所定の色のトナーで現像する現像装置14と、現像により形成されるトナー像を中間転写ベルト21に転写させる転写ロール装置15と、感光ドラム11の表面を清掃するドラム用クリーナ16とを同様に備えている。
このうち潜像形成装置13は、図示しない4つの半導体レーザから各色ごとに分解された画像信号に応じて発せられるレーザ光LB−Y,LB−M,LB−C,LB−Kを所定の光学系を介して回転多面鏡17に照射して偏向走査させた後、図示しない複数枚の反射ミラーを介して対向する各感光ドラム11上に斜め下方から走査露光するようになっている。図中の符号18は、上記各レーザ光LBを潜像形成装置の収容密閉ボックス13aから透過出光させるための透明窓である。また、各現像装置14には、対応する色のトナー(現像剤)がそれぞれ収容されているとともに中間転写ベルト21の上方において水平方向に並べて配置されている複数のトナーカートリッジ19Y、19M、19C、19Kから図示しないトナー補給装置により補給されるようになっている。さらに、転写ロール装置15には、図示しないバイアス電源から感光ドラム11上のトナー像の帯電極性とは逆極性の一次転写バイアスが印加されるようになっている。
このような各作像ユニット10においては、矢印方向Aに回転する感光ドラム11の表面が、帯電ロール装置12によって一様に帯電処理された後、その帯電表面に潜像形成装置13から色分解された画像信号に応じたレーザビームLBが走査露光されることによって静電潜像が書きこまれ、しかる後、その潜像が現像装置14から供給される各色のトナーにより現像されてトナー像となり、最後に、そのトナー像が感光ドラム11と転写ロール装置15の間を通過する中間転写ベルト21の表面に静電的に順次一次転写されるようになっている。また、転写後の感光ドラム11の表面はドラム用クリーナ16のブレード等によって清掃される。
次に、上記中間転写機構20は、図1や図2に示すように、無端状の中間転写ベルト21を、主要なロールとしての二次転写用バックアップロール22及び駆動ロール23にベルト全体が細長く扁平した形態となるように張架させているとともに、このバックアップロール22と駆動ロール23との間でかつ各ロール22,23の近傍位置に中間転写ベルト21の内周面側から支持して前記各作像ユニット10の感光ドラム11が当接するベルト面を確定するように配設した3本の補助ロールとしての第1アイドラロール24、第2アイドラロール25及びテンションロール26に張架させており、駆動ロール23の回転動力により矢印B方向に回転走行するようになっている。
この中間転写機構20は、図1に示すように、上述したように全体が扁平した形態となるように上記各ロール22〜26に張架された中間転写ベルト21を、その長手方向が装置本体1内でほぼ水平な状態となり、かつ第1アイドル24と第2アイドラロール25の間のベルト面が各作像ユニット10の感光ドラム11と当接し得る状態となるように配設されている。また、中間転写ベルト21の各感光ドラム11と当接する位置と対向するベルト内周面の位置には、前記した転写ロール装置15がそのベルト21を各感光ドラム11に圧接するようにそれぞれ配設されて各一次転写部を構成している。さらに、バックアップロール22の対向位置には、中間転写ベルト21をそのロール22に押し当てる二次転写ロール30が配設されているとともに、バックアップロール22の周面には図示しないバイアス電源からベルト21上のトナー像の帯電極性と同極性の二次転写バイアスが供給された給電ロール31が直接当接するように配設されており、これにより二次転写部34を構成している。
また、この中間転写機構20においては、図1又は図2に示すように、テンションロール26とバックアップロール22との間に中間転写ベルト21をその内周面から支持して当該ベルトの二次転写部への進入角を確定するプレロール27が配設されている。図2中において、符号32は記録シートPの二次転写部34への進入方向を案内するシート搬送ガイド、35は中間転写ベルト21の表面を清掃するベルト用クリーナ(35aはクリーニングブレード)、36は二次転写ロール30の表面を清掃するロール用クリーナ(36aはクリーニングブレード)、37は中間転写ベルト21の側端部に形成されるベルトホームマークを検知するベルトホームポジション検知装置、38は中間転写ベルト21のベルトエッジ(一側端部)位置のベルト回転方向Bと直行する方向へのずれ(片寄りや蛇行)を検知するベルトウォーク検知装置である。
このような中間転写機構20の中間転写ベルト21に(多重)転写されたトナー像は、そのベルト21の回転に伴ってバックアップロール22と対向して配置される二次転写ロール30と対向する二次転写部34まで搬送される。そして、中間転写ベルト21上のトナー像は、このトナー像の作像および二次転写タイミングに合わせて収容トレイ40から送出しロール41やレジストロール42等が配されたシート搬送路44を通して二次転写部34(の中間転写ベルト21と二次転写ロール30の間)まで搬送される所定サイズの記録シートPに対し、静電的に二次転写される。図1中の一点鎖線は記録シートPの搬送経路を示す。上記収容トレイ40は、中間転写ベルト21の下方に設置されている。また、上記シート搬送路44は、収容トレイ40から送り出される記録シートPが装置本体1の1つの側面1aに近づいた状態で前記二次転写部34を通過して後述する定着装置45まで搬送されるように配置されている。
続いて、中間転写ベルト21からトナー像が転写された記録シートPは、二次転写部における中間転写ベルト21部分から自然に剥離された後、二次転写部34の上方に配置されるロールニップ式の定着装置45における加熱ロール46と加圧ロール47のニップ部を通過するように送られてそのトナー像の熱定着処理がなされ、しかる後、排出ロール48によって装置本体1の外(複数のカートリッジ19(Y,M,C,K)の上方となる装置本体1に形成されるシート排出収容部1b)に排出される。以上のプロセスを経ることにより記録シートPにカラー画像が形成されるようになっている。上記定着装置45は、中間転写ベルト21の上方において前記複数のトナーカートリッジ19(Y,M,C,K)と水平方向に並んだ状態で配置されている。
そして、この画像形成装置においては、中間転写ベルト21が主としてバックアップロール22と駆動ロール23に張架されるとともに、3つの補助ロール24〜26によって下方側にわずかに膨れるように支持され、ベルト全体が上述したように細長く扁平した形態となっており、その高さ方向の寸法Eがきわめて小さなものとなっている。しかも、このような扁平状に張架された中間転写ベルト21は、その長手方向が画像形成装置本体1内でほぼ水平な状態となるように配設されているため、この中間転写ベルト21を配設したことによる装置本体1の高さの増加分はきわめて少ないものとなる。これにより、中間転写機構20を採用する画像形成装置であっても、その装置高さを可及的に低くすることが可能となる。
また、このような中間転写ベルト21では、図2等に示すように、そのベルト21のバックアップロール22とのラップ角βが大きくなるため、二次転写後の記録シートPはその二次転写部34における中間転写ベルト21部分(バックアップロール22に張架されている部分)から自然に剥離される。従って、この中間転写機構20の二次転写部には、記録シートPの中間転写ベルト21からの剥離を補助する剥離爪等の剥離補助部品を設ける必要がなく、この結果、その剥離補助部品のための設置スペースを確保する必要もないためその分中間転写ベルト21の高さ寸法Eの増加分を抑えることができる。また、剥離補助部品を設けない分コストダウンを図ることもできる。
しかも、この画像形成装置においては、中間転写ベルト21を基準にして、二次転写部34、定着装置45、複数のトナーカートリッジ19Y、19M、19C、19K、記録シートPのシート排出収容部1b、記録シートPの収容トレイ40、及び記録シートPの搬送路44が上記したような位置関係及び状態でそれぞれ配置されているため、上述したように全体が扁平した形態となりその高さ方向の寸法Eが小さい中間転写ベルト21の一端部側やその上方側及び下方側の部位に対し、二次転写部34、定着装置45、複数のトナーカートリッジ19(Y,M,C,K)、シート排出収容部1b、シート収容トレイ40及びシート搬送路44が合理的に配置された状態となり、これによっても装置高さの増加分が抑えられるようになって装置全体の高さを低くすることが可能になる。
特に、扁平状で高さ方向の寸法Eが小さい中間転写ベルト21の長手方向の一端部側(バックアップロール22がある側)に二次転写ロール30を配した二次転写部34が配置されているため、例えばその中間転写ベルト21の長手方向における上方又は下方側に二次転写部を配置する場合に比べて、装置全体の高さを低くすることが可能になる。また、複数のカートリッジ19(Y,M,C,K)が中間転写ベルト21の上方において水平方向に並べて設置されているため、例えばその複数のカートリッジの一部又は全部を垂直方向等の水平方向以外の方向に並べて配置する場合に比べて、装置全体の高さを低くすることが可能になる。さらに、シート搬送路44が、記録シートPを装置本体の一つの側面1aに近づけた状態で二次転写部34を通過させて定着装置45まで搬送するように配置されているため、記録シートPが装置本体の一側面1aに沿ってほぼ垂直方向に搬送するようになって、その記録シートPを装置本体1内で水平方向に搬送するようなスペースの確保が不要となり、その分装置全体の高さを低くすることが可能になる。
さらに、この画像形成装置においては、定着装置45が、中間転写ベルト21の上方において複数のトナーカートリッジ19(Y,M,C,K)と水平方向に並んだ状態で配置されているため、前述したようにベルト全体における長手方向が装置本体1内でほぼ水平な状態となるように設置された中間転写ベルト21を基準にして、その中間転写ベルト21の上方において定着装置45と複数のトナーカートリッジ19(Y,M,C,K)とが互いに水平方向に並んだ状態で配されることになり、これによっても装置全体の高さを低くすることができる。
また、この中間転写機構20においては、図3に示すように、その駆動ロール23の一端部を一定の調整方向J,Kに変位(ステアリング動作)させることにより中間転写ベルト21の走行状態を調整するステアリング機構50が設けられている。従って、駆動ロール23はステアリングロールとしても使用されるようになっている。
すなわち、ステアリングロールとしても兼用される駆動ロール23は、そのロール本体23aの両端部から突出するロール軸23bが、ステアリング機構50付きの駆動ロールユニット筐体51に軸受52a,52bを介して回転自在に支持されている。駆動ロールユニット筐体51は、ロール軸方向の一端部側となる下部位置において装置本体1の固定フレーム1aに揺動自在なブラケット50aに軸支されているとともに、その他端部側となる位置において後述するステアリング機構50により支持されている。そして、駆動ロール23は、駆動モータ53の回転動力が、駆動モータ53の出力軸に取り付けられた駆動ギア54とロール軸23bに取り付けられた受動ギア55とが噛み合うギア列により伝えられて回転するようになっている。また、この駆動ロール23は、そのロール軸23bに取り付けられた図示しないロータリーエンコーダ等の回転数検出機構によりその回転数が検出され、その検出情報に基づいて駆動モータ53の回転状態がフィードバック制御されることにより、所定の速度で安定して回転するようになっている。
また、ステアリング機構50は、ステッピングモータ等のステアリング用モータ56と、そのモータ56の出力軸56aに取り付けられた偏心カム57と、この偏心カム57が当接するようにユニット筐体51の側面から軸方向に突出する支持軸58に取り付けられたカムフロワー59とを備えている。そして、偏心カム57がステアリング用モータ56の駆動力により基準位置X0(θ=0°)から±方向に角度θだけ回転することにより一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけ駆動ロールユニット筐体51、ひいては駆動ロール23をほぼ上下方向に相当する調整方向J,Kに変位させるようになっている。そして、このステアリング機構50は、図示しない制御部に接続されており、その制御部により、前記したベルトホーム検知装置37とベルトウォーク検知装置38において得られる中間転写ベルト21のホームマーク検知情報とベルトエッジ検知情報とに基づくベルト21のウォーク(蛇行)量が算出された後、そのウォーク量からステアリング機構50のステアリング量(角度±α)が求められ、もって、そのステアリング角度±αに応じてモータ56が作動させられるようになっている。
このようにステアリング機構50が作動することにより、図3や図4に示すように、モータ56に取りつけられた偏心カム57が角度±αに対応した角度±θだけ回転するため、その偏心カム57に片側が支持されている駆動ロールユニット筐体51、ひいては駆動ロール23の一端側が調整方向J,Kのいずれかの方向に変位させられる。この結果、中間転写ベルト21は駆動ロール23の相対的に高い状態となる端部側にロール軸に沿って移動し、これにより中間転写ベルト21の基準位置に戻されてそのベルト走行状態のずれ分が補正される。
この中間転写ベルト21では、その駆動ロール23をステアリング機構50によりステアリングロールとしても兼用するようにしているため、例えばステアリング機構を別個独立して設ける場合に比べて、ベルト21の高さ寸法Eを低く抑えることができるとともに、コストを抑えることもできる。
また、この中間転写ベルト21では、図2等に示すように、中間転写ベルト21の駆動ロール(ステアリングロール)23とのラップ角γが大きくなるため、グリップ力が増して駆動ロール23の回転動力が中間転写ベルト21に正確に伝達され、中間転写ベルト21が正確にかつ安定して回転するようになり、これにより、複数の感光ドラム11から中間転写ベルト21に重ね合わせるように多重転写されるトナー像の位置合わせも良好に行われるようになる。しかも、そのラップ角γが大きくなるため、ステアリング動作に対する中間転写ベルト21の変位が機敏になされるようになってそのベルトの走行ずれの補正感度が良好となり、これにより中間転写ベルト21がその回転方向Bと直行する方向にずれることなく正常に回転するようになるため、このことによっても前記したような多重転写されるトナー像の位置合わせが良好に行われるようになる。
さらに、この中間転写ベルト21では、第1アイドラロール24と第2アイドラロール25が各作像ユニット10の感光ドラム11が当接する中間転写ベルト21のベルト面21aを挟みこむような状態で配設されており、これにより上記ベルト面21aが確定されるようになっている。この結果、例えば上記したステアリング動作により駆動ロール23の一端側が調整方向J,Kのいずれかの方向に変位した場合であっても、図4bに示すように、その駆動ロール23の変位に伴う中間転写ベルト21の変位(点線で示す状態)はバックアップロール22との間及び第1アイドラロール24との間で吸収されてしまい、このため、特に第1アイドラロール24と第2アイドラロール25の間で確定される上記ベルト面21aが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム11における各一次転写部の条件(感光ドラム11と中間転写ベルト21との当接状態等)がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
さらに、この中間転写機構20におけるテンションロール26は、図5aに示すように、従来公知のスプリング部材等を用いて構成される張力付与機構60により中間転写ベルト21にその内周面側から矢印M方向にむけて所定の張力を付与し続ける支持構造になっている。しかも、このテンションロール26は、中間転写ベルト21のたわみ具合を調整するため、図5bに示すように、そのロール本体26aが固着されたロール軸26bの一端側が前記テンション付与機構60の一方の支持アーム61に対して球面軸受63によって回転自在かつ傾動可能に支持されているとともに、そのロール軸26bの他端側がテンション付与機構60の他方の支持アーム62に対して軸受64によって回転自在かつ矢印M,N方向に変位可能に支持されている。
このテンションロール26の変位機構は、基本的に前記ステアリング機構50とほぼ同じ構成からなるものであり、図5bに示すようにステッピングモータ等の張力補正用モータ65と、そのモータ65の出力軸65aに取り付けられた偏心カム66と、この偏心カム66が当接するようにロール軸26bに取り付けられたカムフロワー67とを備えている。そして、ステアリング機構50の場合とほぼ同様に、偏心カム66が基準位置X0(θ=0°)から±方向に角度θだけ回転することにより(図3c参照)一定したカム変位量が得られ、これにより、そのカム変位量に応じた距離だけロール軸26b、ひいてはテンションロール26をたわみ調整方向M,Nに変位させるようになっている。
このようなテンションロール26は、中間転写ベルト21に所定の張力を付与してベルト21を複数のロール間で弛みがなく均一に張架させるようになっているととともに、その矢印M,N方向に変位することにより中間転写ベルト21の内周面への押圧力を加減してベルトのたわみ具合を調整するようになっている。なお、このテンションロール26には、中間転写ベルト21の蛇行走行を抑制するためのベルト端部規制機構70が取り付けられている。このベルト端部規制機構70は、ベルト端部が当接して端部位置を規制するようにロール軸26bに遊嵌されるドーナツ円板状の規制板71と、この規制板71をロール軸26bの軸方向に容易かつ弾性的に変位移動させ得るように支持するため、一端が規制板71に固着されその他端が支持アーム61に固着されたスプリング72とで構成されている。符号73は、規制板71を最大移動許容位置で止めるためのストッパーである。
この中間転写機構20では、3つの補助ロール24〜26のうちでバックアップロール22寄りの端部側に配設された補助ロール26を上記したようなテンションロールとして構成しているため(図2)、そのロール26による張力の補正動作(矢印M,N方向への変位動作)がなされた場合であっても、図6に示すように、そのテンションロール26の変位に伴う中間転写ベルト21の変位(点線で示す状態)は第2アイドラロール25との間及びプレロール27(このロール27がない場合にはバックアップロール22)との間で吸収されてしまい、このため、特に第1アイドラロール24と第2アイドラロール25の間で確定される感光ドラム11が当接する前記ベルト面21aが変位することはない。これにより、複数の感光ドラム11における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
そして、この中間転写機構20では、前述したようにテンションロール26とバックアップロール22との間にプレロール27を設けていることにより、図7に示すように、中間転写ベルト21の二次転写部34への進入角δ(中間転写ベルト21の下方に配置されたシート収容トレイ40から送り出される記録シートPの二次転写部への進入ラインに対する所要の角度)が確定される。これにより、例えばテンションロール26の前記したようなたわみ調整時の動作が行われたとしても、同図に示すようにそのテンションロール26の変位に伴う中間転写ベルト21の変位(点線で示す状態)はプレロール27との間で吸収されてしまい、このため、プレロール27を通過して二次転写部34に進入する中間転写ベルト21はそのテンションロール26の変位による影響を受けることなく常に一定の状態に保たれる。この結果、二次転写部の状況(進入角δ)が一定するため、前記した二次転写が良好にかつ安定して行われるようになる。
この実施形態1の画像形成装置によれば、中間転写機構20を設けたことによる装置高さの増加分がきわめて少なくなり、中間転写方式を採用するにもかかわらず装置高さを低くすることが可能である。また、中間転写機構20では中間転写ベルト21の走行ずれの補正やたわみ具合の調整が行われて弛みのない安定した回転が確保されるとともに、その補正動作や調整動作による中間転写ベルト21における感光ドラム11との当接ベルト面の変動が発生しないため、フルカラー画像を形成する場合であっても、中間転写ベルト21の走行状態の悪さに起因した色ずれや色むら等の画質欠陥のない高品位のカラー画像が得られる。
[実施の形態2]
図8は、本発明の第2の実施形態における中間転写機構20を示すものである。この実施形態2の画像形成装置は、実施の形態1における中間転写機構20の補助ロールとして第1アイドラロール24とテンションロール28の2つを設け、そのテンションロール28をロール24との間で支持するベルト面(感光ドラム11が当接するベルト面)21aと同一の位置関係にある基準面S(二点鎖線)内で矢印Q,R方向に変位させるように構成した以外は、実施形態1に係る画像形成装置と同じ構成からなるものである。
この中間転写機構20におけるテンションロール28の変位機構は、基本的に実施形態1の構成(図5b)と同じものを採用することができ、唯一その変位方向が矢印Q,R方向となるように変更すればよい。また、このテンションロール28は実施形態1のテンションロール26と同様に張力付与機構60により支持されており、これにより中間転写ベルト21に所定の張力を付与し続けるようになっている。
そして、この実施形態2における中間転写機構20では、図8に示すように、そのテンションロール28が上記基準面Sに沿う矢印Q,R方向に変位することにより中間転写ベルト21のたわみが調整される。また、このたわみ調整時において、テンションロール28は基準面S内で変位するため、かかるロールの変位に伴って感光ドラム11の当接するベルト面21aが上下方向等に変位することがなく、そのテンションロール28と第1アイドラロール24の間に支持された状態で一定に保たれる。これにより、複数の感光ドラム11における各一次転写部の条件がすべて同一に保たれるため、その各一次転写部における一次転写がいずれも良好にかつ安定して行われるようになる。
また、テンションロール28がたわみ調整時に矢印Q,R方向に変位した場合であっても、図9に示すように、そのテンションロール28と二次転写用バックアップロール22との間に、実施の形態1の場合と同様のプレロール27が配設されていれば、中間転写ベルト21の二次転写部34への進入角δは一定に保たれ、安定した二次転写が確保される。
[他の実施の形態]
実施の形態1〜2では、中間転写ベルト21のたわみを調整し得るテンションロール26、28として、バックアップロール22側の端側に配設された補助ロールを使用した場合について例示したが、駆動ロール22側の端部に配設された補助ロール(24)をそのテンションロールとして使用するようにしてもよい。ただし、テンションロールのたわみ調整時の動作により、一次転写部における中間転写ベルト21の回転速度の変動を確実に回避できる観点からは、実施の形態1〜2のごとく、バックアップロール22側の端側に配設された補助ロールをテンションロールとして使用するように構成することが望ましい。
1…装置本体、1a…装置本体の1つの側面、1b…シート排出収容部(排出収容部)、11…感光ドラム(像担持体)、19Y,19M,19C,19C…複数のトナーカートリッジ、21…中間転写ベルト、21a…感光ドラムが当接するベルト面、22…バックアップロール(主要なロール)、23…駆動ロール及びステアリングロール(主要なロール)、27…プレロール、30…二次転写ロール、34…二次転写部、40…シート収容トレイ(被転写材の収容トレイ)、44…シート搬送路(被転写材の搬送路)、P…記録シート(被転写材)。