JPH1165333A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 感光体ドラム等の像形成体とベルト状の
中間転写体とをそれぞれ独自の駆動系によって別個に駆
動した場合に、像担持体と中間転写体の立ち上がり及び
立ち下がり時における両者の摺動に起因する表面磨耗や
傷等の発生を防止可能とした画像形成装置を提供するこ
とを課題とする。 【解決手段】 中間転写体を像形成体に圧接させるべく
設置されているバイアス転写ロールを、所定のタイミン
グで該中間転写体を該像形成体から離接させる方向に移
動させる移動機構を設けるように構成して課題を解決し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やレーザ
プリンタ−等にような電子写真方式を応用した画像形成
装置に関し、特に、回転駆動される像形成体上に形成さ
れたトナー像を、該像形成体に圧接されつつ回転駆動さ
れる中間転写体に一次転写し、該中間転写体上に転写さ
れたトナー像を加圧ロールで該中間転写体に圧接された
記録媒体に二次転写する画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複写機やレーザプリンタ
−等にような電子写真方式を応用した画像形成装置にお
いては、感光体ドラム等の像形成体上に形成されたトナ
ー像を直接記録媒体上に転写し、この記録媒体上に転写
されたトナー像を、当該記録媒体上に定着することによ
り、画像を形成するように構成されている。

【０００３】ところで、近年、上記電子写真複写機やプ
リンター等の画像形成装置においては、オフィス等で使
用されるドキュメント用紙の多様化等に鑑みて、種々の
厚さの用紙や、ＯＨＰシート・ハガキ・トレーシングペ
ーパー等の紙質の異なる転写材に、カラー像を含む画像
を良好に形成可能とことが要求されてきている。そのた
め、複数色のトナー像を順次形成可能な感光体ドラム
と、当該感光体ドラム上に形成された複数色のトナー像
が順次１次転写されるとともに、感光体ドラム上から多
重転写された複数色のトナー像を転写材に２次転写する
無端ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装
置が、すでに種々提案されている。このような画像形成
装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、一
旦無端ベルト状の中間転写体に転写するため、トナー像
の一次転写の条件は、転写材の厚さや材質によらず常に
一定であり、転写材の厚さや材質を問わず、高画質の画
像形成が可能となるという特徴を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上述した感光体ドラムと無端ベルト状の中間転
写体とを組み合わせた画像形成装置では、無端ベルト状
に形成された中間転写体の厚さや長さ等の製造誤差に起
因して、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との
間で、相対的な位置ずれが発生することがある。かかる
感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写体との相対的な
位置ずれは、単色の画像形成時には、感光体ドラム上に
形成されたトナー像が、無端ベルト状の中間転写体を介
して転写用紙等の転写材上に転写されるだけあるため、
特に問題とはならない。

【０００５】ところが、上記の如き感光体ドラムと無端
ベルト状の中間転写体とを組み合わせた画像形成装置に
おいて、多色画像を形成する場合には、感光体ドラムと
無端ベルト状の中間転写体との間で相対的な位置ずれが
生じると、無端ベルト状の中間転写体上に１次転写され
る各色のトナー像の位置がずれてしまい、複数色のトナ
ー像を互いに重ね合わせることによって得られるカラー
画像の色相や明度あるいは彩度が変化してしまい、色ズ
レや色ムラ等として人間の目に検知されてしまい、画質
的に劣ったものとなるという問題点があった。

【０００６】そこで、感光体ドラムと中間転写体との相
対的な位置ずれに起因するカラー画像の色ズレや色ムラ
等の画質劣化を解決し得る技術としては、例えば、特開
平５−２８９５３６号公報や特開平７−２９５３９３号
公報等に開示されているように、像担持体と中間転写体
の両者を同一の駆動にしてギヤのバックラッシュを最適
化したり、駆動軸に弾性部材を設けて速度変動を吸収す
る等の提案がなされている。

【０００７】しかし、これらの提案に係る技術の場合に
は、実使用上では回転中の中間転写体のベルトには微小
な伸縮が発生しており、これが色ズレや色ムラの原因と
なることが知られており、駆動系のギヤのバックラッシ
ュを最適化したり、駆動軸に弾性部材を設けて速度変動
を吸収する等の手段では、ベルト状の中間転写体の微小
な伸縮に起因する色ズレや色ムラの発生を防止すること
ができない。

【０００８】そこで、実際には像担持体とベルト状の中
間転写体を各々独立した駆動系により回転駆動し、各色
ごとに実際のズレ量を検知、フィードバックしながら各
々の駆動に微修正を加えることが必要となっている。

【０００９】しかし、像担持体と中間転写体が各々独立
した駆動系である場合には、像担持体と中間転写体の回
転トルク等に差があることから、画像形成動作の開始時
及び終了時に両者の速度にズレが生じ、像担持体と中間
転写体の表面に磨耗が生じることになり、これが像担持
体及び中間転写体の寿命に悪影響を及ぼすことになる。
また、厚紙等の特殊紙走行時に画像形成プロセスの回転
駆動速度を変更する場合にも、その加速時、減速時に同
様の速度差が生じ、同様の不具合が発生する。

【００１０】さらに説明すると、上記の如く構成される
画像形成装置では、感光体ドラムは相対的に直径が大き
く設定され、かつ、画質上の要求からフライホイールを
備えているため、感光体ドラムの慣性モーメントは大き
い。しかも、上記感光体ドラムは、クリーニング手段と
して、常に摺接するクリーニングブレードを有してお
り、このクリーニングブレードは、ウレタンなどの比較
的摩擦係数の大きい材料からなるため、感光体ドラムを
駆動する際の負荷としてかなり大きなものとなってい
る。これらの二点から、感光体ドラムの立ち上がり及び
立下がりは、図４（（ａ）（ｂ）に示すように、相対的
に直径の小さな駆動ロールを用いて駆動される無端ベル
ト状の中間転写体より、長い時間を必要とすることとな
る。その結果、感光体ドラムと無端ベルト状の中間転写
体との間に速度差がある領域では、両者は互いに圧接し
た状態で摺擦される状態となり、例えば、感光体ドラム
や無端ベルト状の中間転写体の表面に傷が発生して画像
欠陥となり、部品信頼性の低下や無端ベルト状の中間転
写体等の寿命に悪影響を及ぼすという問題点があった。

【００１１】そこで、かかる問題点を解決し得る技術と
しては、例えば、特開平４−２８８５６２号公報等に開
示されているものがある。この特開平４−２８８５６２
号公報に開示された技術では、上記の問題点を解決する
ため、像担持体と中間転写体のうちの一方の駆動系を切
り離し、他方の回転に表面摩擦力で追従させるという提
案がされているが、像担持体と中間転写体のうちの一方
を、他方の回転に表面摩擦力で追従させると、両者の間
で磨耗が生じるため、像担持体や中間転写体の表面が磨
耗によって損傷するという問題点を解決することができ
ない。

【００１２】そこで、この発明では、上記従来技術の問
題点を解決するためになされたもので、その目的とする
ところは、感光体ドラム等の像形成体とベルト状の中間
転写体とをそれぞれ独自の駆動系によって別個に駆動し
た場合に、像担持体と中間転写体の立ち上がり及び立ち
下がり時における両者の摺動に起因する表面磨耗や傷等
の発生を防止可能とした画像形成装置を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の発明は、回転駆動される像形成体上に形成されたト
ナー像を、該像形成体に圧接されながら回転駆動される
中間転写体に一次転写し、該中間転写体上に転写された
トナー像を、加圧ロールで該中間転写体に圧接された記
録媒体に二次転写することにより画像を形成する画像形
成装置において、前記中間転写体を像形成体に圧接させ
るべく設置されているバイアス転写ロールを、所定のタ
イミングで該中間転写体を該像形成体から離接させる方
向に移動させる移動機構を設けたものである。

【００１４】その際、バイアス転写ロールを移動させる
タイミングは像形成体及び中間転写体の駆動速度の変更
時あるいはその直前、また、画像形成動作の開始時及び
終了時あるいは各々の直前であることが必要である。

【００１５】また、バイアス転写ロールを移動させた際
は、像形成体と中間転写体の間は離れていることが上述
の磨耗防止の観点からは望ましい。しかし、バイアス転
写ロールの移動によって中間転写体ベルト張力の軸方向
両端のバランスに微小な変化を生じ、ベルトの偏り等の
不具合につながるため、あまり極端なバイアス転写ロー
ルの移動は好ましくない。そこで、像形成体と中間転写
体の間をあまり離さずに、両者の磨耗を低減するような
構成にする必要が出てくる。

【００１６】

【作用】この発明の画像形成装置は、上記のような構成
であるから、像形成体と中間点転写体が速度差を生じる
タイミングでバイアス転写ロールを移動させることで、
像形成体と中間転写体を離間させあるいは両者の接触圧
を低減させられるため、像形成体と中間転写体が互いに
磨耗し合って表面の磨耗を生じさせることを防止あるい
は軽減できるものである。これによって像形成体と中間
転写体の寿命が延長され、より長期にわたって良好な画
質が維持できる。また、交換に必要なパーツコスト、サ
ービスコストの低減が図れる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下にこの発明を図示の実施の形
態に基づいて説明する。

【００１８】図１はこの発明に係る画像形成装置の一実
施の形態であるデジタルカラー複写装置を示す構成図で
ある。

【００１９】図１において、１は像形成体としての感光
体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム１は、後
述するような駆動手段によって矢印方向に沿って所定の
回転速度で駆動されるようになっている。この感光体ド
ラム１の表面は、一次帯電手段としてのスコロトロン２
によって所定の電位に帯電された後、画像露光手段とし
てのＲａｓｔｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅｒ（以
下、「ＲＯＳ」という。）３により、画像情報に応じて
レーザー光３ａによる画像露光が行われ、画像情報に応
じた静電潜像が形成される。

【００２０】上記感光体ドラム１上に形成された静電潜
像は、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）の４色の現像器４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃをリ
ボルバー式に配設したロータリー現像装置４によって順
次現像され、所定の色のトナー像となる。

【００２１】上記感光体ドラム１上に順次形成された所
定の色のトナー像は、当該感光体ドラム１の下方に配置
された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写体ベ
ルト５上に、バイアス転写ロール６の接触帯電によって
順次多重に一次転写される。そして、上記中間転写体ベ
ルト５上に多重転写された複数色のトナー像は、２次転
写位置において、二次転写ロール７の接触帯電によって
転写用紙等からなる記録媒体８上に一括して２次転写さ
れる。上記記録媒体８は、図示しない複数の給紙カセッ
トから給紙され、この給紙された記録媒体８は、図示し
ない搬送ローラ及びレジストローラによって、中間転写
体ベルト５の二次転写位置に所定のタイミングでそれぞ
れ搬送される。そして、上記記録媒体８には、二次転写
ロール７５の接触帯電によって中間転写体ベルト５上か
ら所定の色数のトナー像が一括して転写される。

【００２２】また、上記中間転写体ベルト５上から所定
の色数のトナー像が転写された記録媒体８は、搬送ベル
ト９によって吸着された状態で定着装置１０へと搬送さ
れ、この定着装置１０によって熱及び圧力によってトナ
ー像が記録媒体８上に定着され、図示しない排紙トレイ
上に排出されてカラー画像の形成工程が終了する。

【００２３】なお、図１中、１１は中間転写体ベルト５
の清掃を行うための中間転写体ベルト用クリーナーを示
している。

【００２４】さらに、トナー像の転写工程が終了した感
光体ドラム１の表面は、ブラシやブレードを備えたクリ
ーナーユニット１２によって残留トナーや紙粉等が除去
され、次の画像形成工程に備えるようになっている。

【００２５】図２は上記多重転写方式のデジタルカラー
複写装置の駆動系を示す斜視構成図である。

【００２６】図２において、１は上記感光体ドラムであ
り、この感光体ドラム１は、感光体モータ１３によって
矢印の方向に所定の回転速度（例えば、２６０ｍｍ／ｓ
ｅｃ）で駆動されるが、当該感光体ドラム１の回転変動
を防止して画質を向上させるため、その回転軸には図示
しないフライホイールが取り付けられている。また、上
記感光体ドラム１の表面には、無端ベルト状の中間転写
体としての中間転写体ベルト５が、バイアス転写ロール
６によって圧接されるように配置されている。

【００２７】この中間転写体ベルト５は、図１に示すよ
うに、感光体ドラム１よりも上流側に配設される駆動ロ
ーラ１４と、感光体ドラム１と当該中間転写体ベルト５
を介して対向するバイアス転写ロール６と、感光体ドラ
ム１の下流側に配設される従動ローラ１５と、二次転写
ロール７と当該中間転写体ベルト５を介して圧接される
バックアップローラ１６と、一次転写位置の下流側に配
設される２つのアイドラーローラ１７、１８と、二次転
写位置の近傍において当該中間転写体ベルト５を略平坦
に保持するための１つのアイドラーローラ１９とによっ
て、感光体ドラム１の周速と同一の移動速度（例えば、
２６０ｍｍ／ｓｅｃ）で循環移動可能に支持されてい
る。この中間転写体ベルト５は、ポリイミド等の合成樹
脂に必要に応じて導電化剤を添加して抵抗値に調整した
フィルム状の部材によって、無端ベルト状に形成されて
おり、所定の張力で駆動ローラ１４や従動ローラ１５等
に掛け回されている。なお、上記中間転写体ベルト５の
周長は、感光体ドラム１の周長の整数倍に設定されてい
る。

【００２８】次に、上述の構成において、感光体ドラム
と中間転写体ベルトの回転駆動の微調整手段について説
明する。

【００２９】図２に示すように、感光体ドラム１と中間
転写体ベルト５は、それぞれ別の駆動系によって回転駆
動される。感光体ドラム１を駆動するのは、上述したよ
うに、感光体モータ１４であり、中間転写体ベルト５を
駆動するのは中間転写体モータ２０である。そして、感
光体モータ１３の時間当たりの回転角をエンコーダ２１
にて計測し、その信号は位相比較器２２に入力される。
一方、画像形成装置本体のシーケンスボード上に設けら
れたタイマー２３より、基本となるクロック信号が位相
比較器２２に入力され、エンコーダ２１からの信号と比
較した差分の信号が位相比較器２２より出力され、感光
体モータコントローラ２４に入力される。感光体モータ
コントローラ２４では、位相比較器２２からの信号によ
り出力電流値を決定し、感光体モータ１３に出力する。
こうすることによって感光体モータ１３は、トルク変動
等により発生した速度変動に対し、それを補正した速度
制御によって駆動されるようになっている。

【００３０】また、厚紙やＯＨＰシートのように、トナ
ー像を転写、定着する上において普通紙よりも不利な記
録媒体８を用いる場合には、普通紙を用いる場合よりも
感光体ドラム１と中間転写体ベルト５の回転速度を落と
すように設定されている。画像形成装置本体のタッチパ
ネル上で操作者によりコントロールパネルボード２５に
入力された特殊紙使用の情報は駆動制御系２６に入力さ
れる。そして、駆動制御系１６にて回転速度変更タイミ
ングが決定され、駆動制御系２６からの信号が感光体モ
ータコントローラ２４及び中間転写体モータコントロー
ラ２７に入力されたときに各コントローラ２４、２７に
て出力電流値を決定し出力する。こうすることによっ
て、感光体ドラム１と中間転写体ベルト５の回転速度の
増減を行うように構成されている。

【００３１】上記中間転写体ベルト５には、上述したよ
うに、二次転写位置において図示しない複数の給紙カセ
ットの何れかから記録媒体８が供給され、この記録媒体
８は、中間転写体ベルト５の表面側から二次転写用の転
写ロール７によって接触帯電を受け、所定の色数のトナ
ー像が一括して転写される。

【００３２】そして、上記中間転写体ベルト５から所定
の色数のトナー像が転写された記録媒体８は、搬送ベル
ト９によって定着装置１０へと搬送されて、この定着装
置１０の定着ローラ１０ａ及び圧力ローラ１０ｂによっ
てトナー像が熱及び圧力により記録媒体８上に定着さ
れ、画像形成装置外部の図示しない排紙トレイ上に排出
される。

【００３３】ところで、上記の如く構成される画像形成
装置では、中間転写体を像形成体に圧接させるべく設置
されているバイアス転写ロールを、所定のタイミングで
該中間転写体を該像形成体から離接させる方向に移動さ
せる移動機構を設けるように構成されている。

【００３４】すなわち、この実施の形態では、上述のデ
ジタルカラー複写装置において、図３に示すように、感
光体ドラム１に圧接するバイアス転写ロール６を回転自
在に支持した支持部材２８が、引っ張りスプリング２９
を介してタイプレート３０によって下方から支持されて
いる。また、上記タイプレート３０には、ＤＣモータ及
び減速装置からなる駆動源３１が配設されており、この
駆動源３１のカム軸３２には、偏心カム３３が回動可能
に取り付けられている。そして、バイアス転写ロール６
を回転自在に支持した支持部材２８は、引っ張りスプリ
ング２９によって偏心カム３３に圧接されており、当該
偏心カム３３の回転によって上下方向に移動可能となっ
ている。図３は定常回転状態で、バイアス転写ロール６
は、中間転写体ベルト５を介して感光体ドラム１に圧接
している。このとき、カム軸３２に取り付けられた偏心
カム３３は、支持部材２８を最も上に持ち上げた状態の
位置を保っている。

【００３５】次に、画像形成装置のタッチパネル上で操
作者により画像形成動作開始ボタンが押圧されると、駆
動制御系より動作開始信号が出力される。これにより感
光体ドラム１及び中間転写体ベルト５は、画像形成動作
を行うべく回転を開始する。このとき、同時に駆動制御
系２６からの動作開始信号は、カム軸３２を回転駆動す
る駆動源３１のコントローラ３４に入力される。コント
ローラ３４からの信号により駆動源３１は、カム軸３２
を回転させ、バイアス転写ロール６の支持部材２８を最
も下に下げた状態の位置に移行させる。さらに、感光体
ドラム１と中間転写体ベルト５の回転速度に差のない定
常回転状態に移行するのに必要な時間よりも長い設定時
間ｔの後、駆動制御系２６から回転速度定常化タイミン
グ信号が出力され、駆動源３１はカム軸３２を回転さ
せ、再びバイアス転写ロール６の支持部材２８を最も上
に持ち上げた状態の位置に移行させる。こうすることに
よって、バイアス転写ロール６は、中間転写体ベルト５
を介して感光体ドラム１の表面に圧接するようになって
いる。

【００３６】一方、特殊紙走行の際の速度変更に対する
バイアス転写ロールの離間動作制御について説明する。

【００３７】上記駆動制御系２６から出力される回転駆
動速度変更タイミング信号は、カム軸３２の駆動源３１
のコントローラ３４に入力される。すると、コントロー
ラ３４からの信号により駆動源３１はカム軸３２を回転
させ、バイアス転写ロール６の支持部材２８を最も下に
下げた状態の位置に移行させる。さらに、感光体ドラム
１と中間転写体ベルト５の回転速度に差のない定常回転
状態に転じるのに必要な時間よりも長い設定時間ｔの
後、駆動制御系２６から回転速度定常化タイミング信号
が出力され、駆動源３１はカム軸３２回転させ、再びバ
イアス転写ロール６の支持部材２８を最も上に持ち上げ
た状態の位置に移行させる。こうすることによって、バ
イアス転写ロール６は、再度、中間転写体ベルト５を介
して感光体ドラム１の表面に圧接するようになってい
る。

【００３８】これで、感光体ドラム１と中間転写体ベル
ト５に速度差が生じるタイミングで両者の圧接力を低減
することができるが、駆動制御系２６より出力される回
転速度変更タイミング信号は、実際の回転速度変更より
も所定の時間早めに出力し、バイアス転写ロール６の離
間動作が回転速度変更の直前に行われるようにする方法
もある。

【００３９】ここで、バイアス転写ロール６の離間動作
が行われた結果、感光体ドラム１と中間転写体ベルト５
は離間していることが磨耗防止の観点からは望ましい
が、必ずしも両者０互いに離間していなくても磨耗の低
減は達成される。上記中間転写体ベルト５は、軸方向両
端部の張力のバランスによって軸方向片側への偏りが制
御されている。即ち、バイアス転写ロール６の離間動作
は、その程度によってはこの張力バランスを損ねること
を招く虞れもあるので、あまり極端な離間動作は避けな
ければならない。その結果、感光体ドラム１と中間転写
体ベルト５が離間せずに、両者の圧接力が低くなるよう
に制御しても良い。こうした場合には、バイアス転写ロ
ール６の離間動作に伴って張力バランスを損ねることを
防止することができ、中間転写体ベルト５に軸方向に沿
った片寄りが生じるのを防止することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のとおり、この発明によれば、装置
の立ち上がりや立ち下がり時、更には特殊紙走行時等に
おいて、像形成体と中間転写体との間に速度変動が生じ
るタイミングで、バイアス転写ロールを像形成体と中間
転写体の当接位置より離す方向に移動させるように構成
したので、像形成体及び中間転写体の表面の磨耗を防止
あるいは軽減することができ、像形成体及び中間転写体
の寿命が延びてより長期間に渡って良好なカラー画像等
の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明に係る画像形成装置の一実施
の形態としてのデジルカラー複写装置を示す構成図であ
る。

【図２】 図２は同装置の駆動系を示す説明図である。

【図３】 図３はバアイス転写ロールの移動機構を示す
構成図である。

【図４】 図４（ａ）（ｂ）は感光体ドラム及び中間転
写体の速度差をそれぞれ示すグラフである。

【符号の説明】

１：感光体ドラム、５：中間転写体ベルト、６：バイア
ス転写ロール、２６：駆動制御系、２８：支持部材、３
０：タイプレート、３１：駆動源、３２：カム軸、３
３：偏心カム。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される像形成体上に形成された
   トナー像を、該像形成体に圧接されながら回転駆動され
   る中間転写体に一次転写し、該中間転写体上に転写され
   たトナー像を、加圧ロールで該中間転写体に圧接された
   記録媒体に二次転写することにより画像を形成する画像
   形成装置において、 前記中間転写体を像形成体に圧接させるべく設置されて
   いるバイアス転写ロールを、所定のタイミングで該中間
   転写体を該像形成体から離接させる方向に移動させる移
   動機構を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記バイアス転写ロールを移動させるタ
   イミングは、該像形成体及び該中間転写体の駆動速度の
   変更時あるいはその直前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。
3. 【請求項３】 前記バイアス転写ロールを移動させるタ
   イミングは、画像形成動作の開始時及び終了時あるいは
   その直前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。
4. 【請求項４】 前記バイアス転写ロールを移動させた際
   は、該像形成体と該中間転写体の間は離れていることを
   特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記バイアス転写ロールを移動させた際
   は、該像形成体と該中間転写体の間は完全に離れていな
   いことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。