JPH0713444A

JPH0713444A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0713444A
Application number: JP5182053A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kawaishi; 康則河石; Kenichi Mizuma; 健一水摩; Hideya Furuta; 秀哉古田; Yoshihiro Sakai; 良博堺; Reo Munakata; 伶夫宗像; Hideki Kamiyama; 英樹上山; Minoru Sugiyama; 実杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】ベルト駆動を兼ねた支持ローラ２１に巻き付
いた中間転写ベルト１９表面に圧接するように紙転写ロ
ーラ２３ａを設けたカラー複写機において、両ローラ２
１，２３ａ間の紙転写部（Ｌ_PT）内でのベルトの周速変
化による転写不良、支持ローラ２１上へのトナー付着に
よるベルト周速変動及び装置内温度変化によるベルト周
速変動を抑える。【構成】弾性を有する紙転写ローラ２３ａを剛性の支
持ローラ２１に圧接して紙転写ローラ２３ａを変形させ
紙転写部の幅を確保する。ベルト１９の少なくとも裏側
はフッ素系樹脂などの離型性を有しトナーが付着しにく
い材質で構成し、ベルト裏面を介して支持ローラ２１上
にトナーが付着堆積するのを抑える。支持ローラ２１の
表層２１ａはベルト１９に対するグリップ性の良好な材
質で構成し、熱による厚み変動でベルト周速変動が許容
範囲外ならないように厚みを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、像
担持体上に形成したトナー像を、中間転写ベルトなどの
中間転写体を用いて紙などの転写材に転写した後に、定
着手段を用いて転写材に定着させる画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような中間転写体を用いた画
像形成装置としては、例えば、像担持体上に順次形成さ
れる互いに色の異なるトナー像を、順次中間転写体上に
転写して重ね合わせた後に、中間転写体から紙などの転
写材に一括して転写するカラー画像形成装置が知られて
いる。更にこの中間転写体を複数の支持ローラとこれら
に掛け渡された中間転写ベルトとで構成しものも知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中間転写ベ
ルトの繰り返し使用による寿命は中間転写ベルトの材質
に大きく依存するが考えられ、本発明者らの実験におい
ても各種の材質について検討がなされた。この検討と同
時に支持ローラのベルトグリップ性に影響する支持ロー
ラ表面材質や、紙などの転写材への転写部を形成するた
めに、支持ローラに巻き付いたベルト部分に圧接させる
転写ローラ表面材質などについても各種の材質を用いて
適正材質の検討がなされた。これらの検討を通して、中
間転写ベルトの繰り返し使用による寿命が、ベルト材質
のみならず、転写ローラの表面材質及び転写ローラが対
向する支持ローラの材質によっても左右されることが見
出された。そこで、本発明者らがその原因を鋭意検討し
たところ、転写部におけるベルトの屈曲方向が、繰り返
し使用による寿命に影響していることが判った。また、
中間転写ベルトに対するグリップ性を良好にするためゴ
ムからなる表面層を有する支持ローラを用いて、ランニ
ング試験を行ったところ、経時で中間転写ベルト周回方
向における像の伸びや像流れが生じる不具合が生じた。
この原因についても鋭意検討したところ、ベルト駆動用
を兼ねている支持ローラの外径が装置内の温度によって
変化したり、中間転写ベルト裏面に付着した装置内の浮
遊トナーが該支持ローラ上に付着堆積して見掛け上の支
持ローラ外径が増大したりして、中間転写ベルトの周速
が変動し、感光体との周速差が生じていることが判っ
た。

【０００４】本発明は、以上の背景に鑑みなされたもの
であり、その第１の目的は、中間転写ベルトの繰り返し
使用耐久性を装置の機構構造によって向上させ、中間転
写ベルト材質の選択の余地を広げることができる画像形
成装置を提供することであり、その第２の目的は、中間
転写ベルトの周速の変動を抑えて良好な画像を形成でき
る画像形成装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、像担持体上に形成したトナー像
を、複数の支持ローラに掛け渡されて周回駆動される中
間転写ベルトに転写した後に、転写手段を用いて中間転
写体から紙などの転写材に転写し、定着手段を用いて転
写材に定着させる画像形成装置において、該転写手段
を、支持ローラに巻き付いたベルト部分に圧接する転写
ローラを用いて構成し、該転写ローラを弾性材で、該転
写ローラに対向する支持ローラを該転写ローラよりも硬
度が高い材料で、それぞれ形成したことを特徴とするも
のである。また、請求項２の発明は、請求項１の画像形
成装置において、上記転写ローラをベルト駆動を兼ねた
支持ローラに巻き付いたベルト部分に圧接させ、該支持
ローラの熱による厚み変化が生じる材質かなる表層の厚
みを、該支持ローラ外径の温度変化によるベルト周速変
動が許容範囲内のものになるように設定したことを特徴
とするものである。また、請求項３の発明は、請求項２
の画像形成装置において、上記ベルトの少なくとも裏面
をフッ素系樹脂などのトナーが付着しにくい材質で形成
し、かつ、上記支持ローラの表層をゴムなどの所定の摩
擦係数を有しベルトに対するグリップ性の良好な材質で
形成したことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】請求項１の発明においては、転写ローラを弾性
材で、該転写ローラに対向する支持ローラを該転写ロー
ラよりも硬度が高い材料で、それぞれ形成しているの
で、両者が中間転写ベルトを挟んで圧接する転写部は、
支持ローラがほぼ本来の外形のままで、転写ローラ表面
部が変形して凹んだ形状になる。よって、この支持ロー
ラに巻き付いてこの転写部を通過する中間転写ベルト部
分には、逆に転写ローラ側が支持ローラよりも硬度が高
くて支持ローラ側が変形して凹んだ形成になる場合と異
なり、むりな変形が加わらない。

【０００７】また、請求項２の発明においては、ベルト
駆動を兼ねた支持ローラの表層の厚みを、該支持ローラ
外径の温度変化によるベルト周速変動が許容範囲内のも
のになるように設定したので、許容範囲を超えるベルト
周速の変動を防止できる。

【０００８】また、請求項３の発明においては、上記ベ
ルトの少なくとも裏面をフッ素系樹脂などのトナーが付
着しにくい材質で形成したので、装置内浮遊トナーのベ
ルト裏面への付着を抑えることができる。よってベルト
裏面を介してベルト駆動を兼ねた支持ローラ上に付着堆
積したトナーで見掛け上支持ローラの外形が増大してベ
ルト周速が変動するのを抑えることができる。また、上
記支持ローラの表層をゴムなどの所定の摩擦係数を有し
ベルトに対するグリップ性の良好な材質で形成したの
で、ベルトに対する良好なグリップ性を発揮させること
ができる。

【０００９】

【実施例】本発明を画像形成装置であるカラー複写装置
に適用した実施例について説明する。図１は実施例に係
るカラー複写装置における紙転写部の説明図、図２は同
カラー複写装置全体の概略構成図、図３は同カラー複写
装置の主要部の概略構成図、図４（ａ），（ｂ）は同複
写装置の中間転写体としての中間転写ベルト１９支持機
構の説明図である。図２において、このカラー複写装置
は、カラー画像読み取り装置（以下、カラースキャナー
という）１とカラー画像記録装置（以下、カラープリン
ターという）２とから構成されている。まず、カラース
キャナー１は、原稿３の画像を照明ランプ４、ミラー群
５、及びレンズ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、例えばブルー（Ｂlue、
以下Ｂという）、グリーン（Ｇreen、以下Ｇという）、
レッド（Ｒed、以下Ｒという）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
スキャナー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
理を行ない、ブラック（以下、Ｂｋという）、シアン
（Ｃyan、以下Ｃという）、マゼンタ（Ｍagenta、以下
Ｍという）、イエロー（Ｙellow、以下Ｙという）のカ
ラー画像データを得る。

【００１０】次に、カラープリンター２では、その書き
込み光学ユニット８で、カラースキャナー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
光書き込みを行ない、像担持体としての感光体９に静電
潜像を形成する。この感光体９は、矢印の如く反時計方
向に回転し、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、電位センサー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
パターン検出用の光学センサー１８、中間転写ベルト１
９などが配置されている。各現像器は、静電潜像を現像
するために現像剤の穂を感光体９の表面に接触させて回
転する現像スリーブ（１４ａ、１５ａ、１６ａ、１７
ａ）と、現像剤を汲み上げ・撹拌するために回転する現
像パドル（１４ｂ、１５ｂ、１６ｂ、１７ｂ）、及び現
像剤のトナー濃度センサー（１４ｃ、１５ｃ、１６ｃ、
１７ｃ）などで構成されている。

【００１１】以下、現像動作の順序（カラートナー像形
成順序）が、Ｂｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの例でコピー動作の概略
を説明する（ただし、画像形成順序はこれに限定される
ものではない）。コピー動作が開始されると、カラース
キャナー１で所定のタイミングから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潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙ
について、それぞれＣ潜像、Ｍ潜像、Ｙ潜像という）。
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。そして以後、Ｂｋ潜像領域の現像動作を続け、
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。

【００１２】ついで、感光体９に形成したＢｋトナー像
を、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いう）。ベルト転写は、感
光体９と中間転写ベルト１９とが接触した状態におい
て、転写バイアスローラ２０ａ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、同ー面に順次位置合せして、４色重ねのベルト転写
画像を形成し、その後、転写紙にー括転写を行う。この
中間転写ベルトユニットについては後述する。

【００１３】ここで、感光体９側では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ー
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。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、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。なお、Ｍ及びＹの各工程につい
ても、それぞれの画像データ読み取り、潜像形成及び現
像の動作が上述のＢｋ、Ｃの工程と同様に行なわれる。

【００１４】次に、中間転写ベルトユニットの概略につ
いて説明する。図３において、中間転写ベルト１９は、
駆動ローラ２１、転写バイアスローラ２０ａ、及び従動
ローラ群２０ｂ，２０ｃに張架されており、図示してい
ない駆動モータにより後述する如く駆動制御される。ま
た、この中間転写ベルト１９が感光体９に離接可能なよ
うに、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すような離接機構
が設けられている。すなわち、この接離機構は、感光体
９に対向するバイアスローラ２０ａを回動自在に支持
し、かつ支点５０ａを中心にして揺動自在な支持部材５
０と、バイアスローラ２０ａに隣合う従動ローラ２０ｂ
を回動自在に支持し、かつ支点５１ａを中心にして揺動
自在な支持部材５１と、カム部材５２とで構成されてい
る。両支持部材５０，５１は図示しない付勢部材によっ
て上記カム部材５２に圧接されている。これにより、カ
ム部材５２の回転により、各支持部材５０，５１が同一
距離を以って、感光体９に対して同じ方向に移動できる
ようになっている。なお、上記中間転写ベルト１９や各
ローラ２０ａ，２０ｂ，２１の構造材質については後に
詳述する。

【００１５】中間転写ベルト１９の表面に対向する所定
位置に、ベルトクリーニングユニット２２が設けられて
いる。このユニット２２は、ブラシローラ２２ａ、ゴム
ブレード２２ｂ、及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、２、３、４色目をベルト転写している間は、接離
機構２２ｃによってベルト面から離間し、その後の所定
タイミングで、中間ベルト１９表面に接触してクリーニ
ングを行う。

【００１６】また、中間転写ベルト１９の上記駆動ロー
ラ２１に巻きついた部分に対向するように、紙転写ユニ
ット２３が設けられている。このユニット２３は、紙転
写ローラ２３ａ、ローラクリーニングブレード２３ｂ、
及びベルトからの接離機構２３ｃなどで構成されてい
る。この紙転写ローラ２３ａの構造材質についも後に詳
述する。該紙転写ローラ２３ａは、通常はベルト１９面
から離間しているが、中間転写ベルト１９面に形成され
た４色の重ね画像を、転写紙にー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、該ローラ２３
ａに所定のバイアス電圧を印加して紙への転写を行う。
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。

【００１７】この中間転写ベルト１９の駆動の仕方とし
ては、１色目のＢｋトナー像のベルト転写が端部まで終
了した後の動作方式として、一定速往動方式、スキップ
往動方式、及びクイックリターン方式の３方式が考えら
れ、このなかの１方式で、又はコピー速度の面からコピ
ーサイズに応じてこのなかの複数の方式を効率的に組み
合わせて、中間転写ベルト１９を駆動し、順次感光体９
から転写されたトナー像を中間転写ベルト１９上で重ね
合わせ、転写紙２４に一括転写する。

【００１８】このようにして４色重ねトナー像が、中間
転写ベルト面からー括転写された転写紙２４は、紙搬送
ユニット２７で定着器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。

【００１９】なお、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（クリーニング前除電器１０
ａ、ブラシローラ１０ｂ、ゴムブレード１０ｃ）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
電される。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で押圧して表面をクリーニングされ
る。

【００２０】リピートコピーの時は、カラースキャナ１
の動作及び感光体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。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ー括転
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枚目と同様の
動作になる。なお、転写紙カセット３０、３１、３２、
３３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方向に給
紙、搬送される。３４は、ＯＨＰ用紙や厚紙などの手差
し給紙トレイである。

【００２１】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
と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（剤穂立て）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ー
定速駆動し、さらに、ベルトクリーナー２２もベルト１
９に接触したままの状態で、コピー動作を行う。

【００２２】次に、中間転写ベルト１９、各支持ローラ
２０ａ，２０ｂ，２１、紙転写ローラ２３ａの構造及び
材質について説明する。中間転写ベルト１９はフッ素系
樹脂から構成され、裏面もこのフッ素系樹脂が露出し
て、トナー付着しにくいようにされている。

【００２３】そして、支持ローラのうち駆動ローラ２１
は図１に示すようにアルミニウムからなる芯金ローラ２
１ａ上にヒドリンゴムからなる表層２１ｂが形成されて
構成されている。このヒドリンゴムはゴムであることか
ら摩擦係数や密着性の観点からベルト１９に対するグリ
ップ性が良好である。そして、このヒドリンゴムの温度
によって厚みが変化するので、その厚み変化が、感度に
よる感光体９側の径変化も考慮して、相対周速差が本来
の周速の０．１％以下の範囲内になる、表層２１ｂの許
容厚み変化範囲内に抑えられるように常温における厚み
を０．３mmに設定している。ここで、駆動ローラ２１の
外径は３９．８８mmでベルト周速が１８０mm／ｓになる
ように回転駆動させれる。またその硬度は７０Ｈｓ（Ｊ
ＩＳ−Ａ）である。なお、他の支持ローラ２０ａ，２０
ｂも駆動ローラ２１と同一の構造及び材質で構成でき
る。但し、これらは、駆動ローラ２１ほどの外径変化に
対する制約は無いので、適宜構成材質を異ならせても良
い。

【００２４】また、紙転写ローラ２３ａは炭素鋼鋼管か
らなる芯金ローラ４０ａ上にヒドリンゴムからなる厚さ
約６mmの弾性層４０ｂ及びＰＦＡチューブからなる厚さ
５０μｍの表層４０ｃを積層して、外径３０．１５mm、
硬度３８Ｈｓ（ＪＩＳ−Ａ）のローラに構成されてい
る。この紙転写ローラ２３ａが前述の離接機構により所
定圧で駆動ローラ２１側に付勢され、図１に示すよう
に、変形して凹んだ形状になって、転写部（Ｌ_PT）を形
成している。この転写部の幅（いわゆるニップ幅）は約
２．５mmになっている。

【００２５】以上の中間転写ベルト１９、駆動ローラ２
１などを使用したカラー複写装置においては、中間転写
ベルト１９の十分な繰り返し耐久性を得られ、また中間
転写ベルト１９の周速も安定して、良好な画像を得るこ
とができた。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、中間転写ベル
トを挟んで支持ローラと転写ローラとが圧接する転写部
が転写ローラ表面部が変形して凹んだ形状になり、支持
ローラに巻き付いてこの転写部を通過する中間転写ベル
ト部分に、逆に転写ローラ側が支持ローラよりも硬度が
高くて支持ローラ側が変形して凹んだ形成になる場合と
異なり、むりな変形を加えないので、中間転写ベルトの
繰り返し使用耐久性を向上させることが出来る。よっ
て、中間転写ベルト材質の選択の余地を広げることがで
きる

【００２７】また、請求項２の発明によれば、一般に熱
による厚み変化が生じる材質であるゴムなどのベルトに
対するグリップ性の良好な材質で表層を形成した場合に
も、許容範囲を超えるベルト周速の変動を防止できるの
で、中間転写ベルトの周速の変動を抑えて良好な画像を
形成できる画像形成装置を提供できる。

【００２８】また、請求項３の発明によれば、ベルト裏
面を介してベルト駆動を兼ねた支持ローラ上に付着堆積
したトナーで見掛け上支持ローラの外形が増大してベル
ト周速が変動するのを抑えることができるので、中間転
写ベルトの周速の変動を抑えて良好な画像を形成できる
画像形成装置を提供できる。また、ベルトに対する良好
なグリップ性を発揮させ、ベルトと駆動用支持ローラと
の滑りを抑えてベルト周速安定化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る中間転写ベルトから転写材へのト
ナー像の転写部の説明図。

【図２】実施例に係るカラー複写装置の全体の概略構成
図。

【図３】同カラー複写装置の感光体・中間転写ベルト回
りの拡大図。

【図４】（ａ），（ｂ）は同複写装置の中間転写体とし
ての中間転写ベルト１９支持機構の説明図。

【符号の説明】

１カラー画像読み取り装置２カラー画像記録装置８書き込み光学ユニット９感光体ドラム１０感光体クリーニングユニット１１除電ランプ１２帯電器１４ブラック現像器１５シアン現像器１６マゼンタ現像器１７イエロー現像器１９中間転写ベルト２０ａベルト転写バイアスローラ２１ベルト駆動ローラ２１ａ芯金ローラ２１ｂ表層２２ベルトクリーニングユニット２２ａブラシローラ２２ｂゴムブレード２２ｃ接離機構２３紙転写ユニット２３ａ紙転写ローラ２３ｂローラクリーニングブレード２３ｃ接離機構２４転写紙２７紙搬送ユニット２８定着器２８ａ定着ローラ２８ｂ加圧ローラ４０ａ芯金ローラ４０ｂ弾性層４０ｃ表層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者堺良博東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者宗像伶夫東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者上山英樹東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者杉山実東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体上に形成したトナー像を、複数の
支持ローラに掛け渡されて周回駆動される中間転写ベル
トに転写した後に、転写手段を用いて中間転写体から紙
などの転写材に転写し、定着手段を用いて転写材に定着
させる画像形成装置において、該転写手段を、支持ローラに巻き付いたベルト部分に圧
接する転写ローラを用いて構成し、該転写ローラを弾性材で、該転写ローラに対向する支持
ローラを該転写ローラよりも硬度が高い材料で、それぞ
れ形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記転写ローラをベルト駆動を兼ねた支持
ローラに巻き付いたベルト部分に圧接させ、該支持ローラの熱による厚み変化が生じる材質かなる表
層の厚みを、該支持ローラ外径の温度変化によるベルト
周速変動が許容範囲内のものになるように設定したこと
を特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】上記ベルトの少なくとも裏面をフッ素系樹
脂などのトナーが付着しにくい材質で形成し、かつ、上
記支持ローラの表層をゴムなどの所定の摩擦係数を有し
ベルトに対するグリップ性の良好な材質で形成したこと
を特徴とする請求項２の画像形成装置。