(57)【要約】【課題】  駆動装置により搬送される感光体ベルトと、該感光体ベルト上にトナー画像を形成する現像手段と、該感光体ベルト上のトナー画像が転写される中間転写手段と、トナー画像を用紙に転写するため用紙を該中間転写手段に押し付ける転写ローラとを有する画像形成装置を小型でありかつ、低価格で提供する。【解決手段】  用紙は所定の大きさにあらかじめカットされたシート状形態をなし、前記感光体ベルトの周長は前記用紙の搬送方向長さよりも短いことを特徴とする。また、感光体ベルトの搬送方向の周長は、中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする。さらに、前記感光体ベルトの搬送方向の周長は、前記中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする。【選択図】  図１
2006215355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置により搬送される感光体ベルトと、該感光体ベルト上にトナー画像を形成する現像手段と、該感光体ベルト上のトナー画像がその表面に転写される中間転写ベルトと、トナー画像を用紙に転写するため用紙を該中間転写手段に押し付ける転写ローラとを有する画像形成装置において、用紙は所定の大きさにあらかじめカットされたシート状形態をなし、該感光体ベルトの周長は前記用紙の搬送方向長さよりも短いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像手段は複数であり、前記中間転写ベルトは１頁の画像形成時に前記感光体ベルト上のトナー画像を複数回その表面に重ねて転写することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記感光体ベルトの搬送方向の周長は、前記中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体ベルトの搬送方向の周長は、前記中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記感光体ローラ径をｄ１とし、前記転写ローラ径をｄ２とすると、ｄ１＞ｄ２であることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記感光体ローラは直径４０ｍｍ以上で、好ましくは１００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写ベルトに張力を付与する手段を有することを特徴とする請求項１または４記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記転写ローラは、前記感光体ローラの水平方向反感光体側の投影面内に配置されることを特徴とする請求項１、４、５の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記感光体ベルトのユニットは上方に着脱可能であり、前記中間転写ベルトのユニットは水平方向かつ反感光体ベルト方向に着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至４、及び７の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記感光体ベルトは周方向に接合部を有しないシームレスベルトであることを特徴とする請求項１乃至４及び９の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記感光体ベルトは少なくとも２本の回動可能なローラに巻き掛けられて前記複数の現像手段と対抗する側に垂直方向に現像平面を形成し、前記複数の現像手段はこの平面に対向して垂直方向に積層状態で配置されるとともに、個別に前記感光体ベルトの現像平面に垂直方向に着脱可能であることを特徴とする請求項１、３、４、９、及び１０の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置により搬送される感光体ベルトと、該感光体ベルト上にトナー画像を形成する現像手段と、該感光体ベルト上のトナー画像が転写される中間転写手段と、トナー画像を用紙に転写するため用紙を該中間転写手段に押し付ける転写ローラとを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動装置により搬送される感光体ベルトと、該感光体ベルト上にトナー画像を形成する現像手段と、該感光体ベルト上のトナー画像が転写される中間転写手段と、トナー画像を用紙に転写するため用紙を該中間転写手段に押し付ける転写ローラとを有する画像形成装置に関しては、同一径のローラで掛け回される中間転写ベルトを有する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３３０３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の従来技術では、感光体ベルトならびに中間転写ベルト共に用紙の長さよりも長い周長を必要としており，装置の小型化および低コスト化の障害となっている。
なお、従来から用いられている感光体ドラムを用いた技術は一般的なものとして広く知られているが，この技術を用いてフルカラー画像を得るためには、色毎に現像位置が異なるために、現像手段に対応する現像器の構造を色毎に変えなければならず、部品の共用性の観点から低コスト化の障害となっている。
【０００５】
本発明の目的は、小型で安価な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
駆動装置により搬送される感光体ベルトと、該感光体ベルト上にトナー画像を形成する現像手段と、該感光体ベルト上のトナー画像がその表面に転写される中間転写ベルトと、トナー画像を用紙に転写するため用紙を該中間転写手段に押し付ける転写ローラとを有する画像形成装置において、用紙は所定の大きさにあらかじめカットされたシート状形態をなし、前記感光体ベルトの周長は前記用紙の搬送方向長さよりも短いことを特徴とする。また、前記感光体ベルトの搬送方向の周長は、前記中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする。さらに、前記感光体ベルトの搬送方向の周長は、前記中間転写ベルトの搬送方向の周長より短いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、用紙長さよりも短い周長のシームレスの感光体ベルトを用いているため、感光体のシーム部の機械的・電気的不連続性に基因した画質劣化を伴わずに装置の小型・低価格化を実現できる。
【０００８】
また、中間転写ベルトを従動搬送することで、中間転写ベルトの駆動機構ならびに駆動制御系が不要となり，装置の小型・低価格化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明を、実施例により説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例に係る画像形成装置１の側面図である。この装置は、中間転写ベルト２を４回転させ、４色の画像をかさね合わせてカラー画像を形成可能なカラーレーザプリンタである。
【００１１】
以下に装置１内に配置される各ユニットについて説明する。
【００１２】
感光体ベルト３は、駆動モータ（図示せず）からモータ駆動系（図示せず）を介して駆動される駆動ローラ４で矢印ａ方向に搬送される。中間転写ベルト２は、感光体ベルト３と接触するニップ部ｎの搬送力により従動搬送される。
【００１３】
感光体ベルト３は、継ぎ目の無い無端状シームレスベルトであり、電鋳加工法により形成されたニッケルシームレスベルト上に感光層を形成したものなどが用いられる。
【００１４】
中間転写ベルト２は、ポリカーボネイド、ポリエチレン・テレフタレート、ポリイミド等樹脂のシームレスベルトであり、トナーの転写を行うために半導電体に加工され、１０８〜１０１１Ω・ｃｍの体積抵抗をもつ。その厚さは０．０７５〜０．１５ｍｍである。
【００１５】
中間転写ベルト２は、感光体側ローラ７と転写側ローラ２２に掛け渡され、感光体ベルト３は中間転写ベルト２を介して感光体側ローラ７に巻き付けられる。
【００１６】
感光体側ローラ７は大径とし、感光体ベルト３とのニップ幅を少なくとも２０ｍｍ以上にし、転写側ローラ２２は感光体側ローラ７に対し小径とする。
【００１７】
中間転写ベルトテンションローラ２３は、中間転写ベルト２の張力付与手段であり、ばね等により中間転写ベルト２を押して張力を与える。
【００１８】
駆動モータはモータドライバ（図示せず）により一定回転数を維持するように制御される。中間転写ベルト２は表面にマーカが貼り付けられ、センサ２１がその通過を検知する。その信号を演算手段（図示せず）が読み取り、中間転写ベルト２が一定周期で搬送されるように、モータドライバに指示をあたえる。
【００１９】
画像形成手段である現像ユニット１５は、トナーを貯えるとともに、現像ローラ１９上にトナーを薄層形成する。感光体ベルト３上にトナー画像を形成する際は、リトラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させて現像ユニット１５をｅ方向に進め、現像ローラ１９を感光体ベルト３に接触させる。画像形成後は、さらにリトラクト手段１６を矢印ｄ方向に回転させ、現像ユニット１５を離脱させる。
【００２０】
消去手段であるファーブラシ１８は、図示されないリトラクト手段により、中間転写ベルト２上の画像が用紙に転写された後、中間転写ベルト２に接触し残トナーを除去し、その後離脱する。
【００２１】
転写手段である転写ローラ１３は、図示しないリトラクト手段により転写プロセスで用紙を中間転写ベルト２に押し付け、用紙が転写ローラ１３を通過した後、離脱する。
【００２２】
用紙を蓄積する用紙カセット１０は、装置下方で装置設置面に略水平に配置される。
【００２３】
用紙搬送経路ｃ上には、用紙カセット１０、ピックアップローラ１１、レジストローラ１２、転写ローラ１３、定着器１４が配置される。
【００２４】
定着器１４は加熱される２本のローラまたはベルトからなり、用紙に熱と圧力を加えてトナー画像を溶融し、用紙表面に定着させる。
【００２５】
次に、画像を形成するプロセスについて説明する。
【００２６】
画像を形成する場合は、帯電ローラ２０で感光体ベルト３の感光層を帯電させ、ＬＥＤ光学ユニット１７から画像に応じたレーザ光を感光層にあて、静電潜像を形成する。  そして、現像ユニット１５のトナーが付着している現像ローラ１９を回転させながら感光体ベルト３に接触させ、静電潜像に応じたトナー層を感光体ベルト３上に形成する。
【００２７】
本実施例においては、均一なトナー画像を形成するために現像ローラ１９の回転方向は矢印ｇ方向（感光体ベルト３と同一方向）で、ローラ周速を感光体ベルト３より速くしている。
【００２８】
感光体ベルト３上のトナー層は、一旦中間転写ベルト２上に転写される。カラーレーザプリンタでは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色の現像ユニット１５１、１５２、１５３、１５４を有し、感光体ベルト３上に１色づつ形成した画像を中間転写ベルト２上に重ね、カラー画像を形成する。
【００２９】
画像転写後の感光体ベルト３上に残った残留画像は、クリーニングブレード２４により掻き落とされる。
【００３０】
用紙カセット１０に収められる用紙は、ピックアップローラ１１により１枚づつ繰り出され、レジストローラ１２でスキューを補正される。そして、用紙先端が転写ローラ１３と中間転写ベルト２間に達する直前に、図示しないリトラクト手段が転写ローラ１３を中間転写ベルト２に押し当て、用紙を中間転写ベルト２に押しつける。このとき、転写ローラ１３に高電圧を付与し、中間転写ベルト２上のトナー画像を用紙に転写する。
【００３１】
その後、用紙は定着器１４に達し、用紙上のトナー画像が定着器１４で熱と圧力により定着される。
【００３２】
画像転写後の中間転写ベルト２上に残った残留画像は、ファーブラシ１８を中間転写ベルト２に接触させ、ファーブラシ１８を回転させて取り除く。画像消去能力の向上のため、本実施例ではファーブラシ１８の回転方向を中間転写ベルト２の回転方向と逆の矢印ｆ方向にしている。
【００３３】
本実施例においては、感光体ベルト３は中間転写ベルト２および用紙カセット１０に収容される用紙の搬送方向長さより短く構成されている。つまり、本実施例においては、用紙一枚の画像を形成する際に、感光体ベルト３は１回転以上することになる。例えば，ＪＩＳＡ４サイズの用紙縦送り（用紙長さ２９７ｍｍ）に対して，感光体ベルト周長２８３ｍｍ、中間転写ベルト周長３７７ｍｍがとりうる。
【００３４】
本実施例においては、センサ２７が感光体ベルト３上に形成されたマーカ（図示せず）の通過時刻を検知し、静電潜像の書込みタイミングを制御して用紙一枚分の画像を中間転写ベルト上に形成する。なお、センサ２１により、中間転写ベルト２の移動量を検知することで静電潜像の書込みタイミングを決定することで、センサ２７を用いないシステムを構築することもできる。
【００３５】
なお、２５および２６は、コントロール基板や電源ユニット等の電装ユニットである。
【００３６】
次に本実施例の効果について説明する。
【００３７】
感光体ベルト３の周長を、中間転写ベルト２および用紙長さよりも短くすることで、装置コストを低減すると共に装置サイズを小さくすることができる。その上で、各色ともほぼ同構成の現像器を用いることができるので、部品の共用化による低価格化を図ることができる。
【００３８】
また、中間転写ベルト２を従動搬送することで、その駆動系が不要になり構成が簡略化される。また、駆動系は駆動ローラの偏芯等により周期的な速度変動を有する。そのような変動を感光体ベルト４と中間転写ベルト２の異なる駆動系で同一にあわせることは不可能であり、感光体ベルト４と中間転写ベルト２の間に速度差が生じる。その速度差は、感光体ベルト４から中間転写ベルト２に画像を転写する際の色重ねずれになる。従動搬送はこのような影響がなく、色重ねずれない高画質画像が得られる。
【００３９】
また、速度変動が少ない安定した従動搬送を行うには、感光体ベルト４と中間転写ベルト２の駆動力を十分とる必要がある。駆動力は、感光体ベルト４と中間転写ベルト２間の静電吸着力による駆動力と、感光体ベルト４の張力により感光体ベルト４が中間転写ベルト２を押す力による駆動力の和になる。それぞれは、感光体ベルト４と中間転写ベルト２のニップ幅に比例する。このため、適正な駆動力を得るにはニップ幅を広くとる必要があり、すくなくとも２０ｍｍ以上、望ましくは２５ｍｍ以上である。
【００４０】
次に、中間転写ベルト２を挟んで感光体ベルト４が巻かれて回転する感光体側ローラ７と、中間転写ベルト２を挟んで用紙が押し付けられる転写側ローラ２２を有し、二本のローラに掛け回す。これにより、転写側の曲率を小さくすることが可能になり、用紙自身の剛性で中間転写ベルト２から剥離することが可能になる。よって、除電手段とそれを動作させる高電圧電源等が不要になり、あるいは除電手段を付加する場合でも、簡略な除電ブラシ等で用紙の剥離が可能になり、構成が簡略化される。
【００４１】
また、より剥離性を向上させるため転写側ローラ２２を小径にする場合、ローラ２２に沿ったクリープ変形が発生する。この変形による感光体ベルト４と中間転写ベルト２のニップ部ｎにおける感光体ベルト４と中間転写ベルト２、及び中間転写ベルト２と感光体側ローラ７の間のギャップ変動は、転写状態を変動させ画像劣化につながる。感光体側ローラ７に中間転写ベルト２を挟んで感光体ベルト４を巻き付ける構成にすることで、中間転写ベルト２が感光体ベルト４に向かって凸状に変形している状態を、感光体ベルト４が感光体側ローラ７に向かって凹状に抑えるため、感光体ベルト４４と中間転写ベルト２、及び中間転写ベルト２と感光体側ローラ７が確実に接触し、画質の劣化が無い。
【００４２】
さらに、転写側ローラ２２の径ｄ２に対し、感光体側ローラ７の径ｄ１を大きくすると、ニップ部ｎで感光体側ローラ７に巻きかけられる感光体ベルト４のクリープ変形少なくなるため、現像器１５と感光体ベルト４間のギャップの変動が発生することがなく、高画質画像が得られる。
【００４３】
さらに、中間転写ベルト２のクリープ変形も感光体側ローラ７では少ないため、感光体ベルト４と中間転写ベルト２、及び中間転写ベルト２と感光体側ローラ７が確実に接触し、画質の劣化が無い。また、中間転写ベルト２を安定に従動搬送するためのニップ幅を容易に確保可能になる。
【００４４】
この場合、転写側ローラ２２は、剥離性とクリープ変形を考慮すると、直径２０〜３０ｍｍが好ましい。また、感光体側ローラ７は、クリープ変形が少なく、ニップ幅ｎが確保できるよう直径４０ｍｍ以上が望ましく、軸間を詰め装置１の設置面積を低減するには１００ｍｍ以上が好ましい。
【００４５】
次に、中間転写ベルト２に張力を与える手段を設けることで、クリープ変形が発生した場合でも、感光体ベルト４と中間転写ベルト２のニップ部ｎで、中間転写ベルト２の変形を低減させ、ギャップ変動による画像劣化が無い。
【００４６】
また、転写側ローラ２２を、感光体側ローラ７の装置設置面水平方向反感光体側の投影面内に配置することで、中間転写ベルトユニット３０を装置設置面反感光体側水平方向ｊに容易に着脱可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の画像形成装置を示す図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００４８】
１…画像形成装置、２…中間転写ベルト、３…感光体ベルト、４…駆動ローラ、７…感光体側ローラ、１０…用紙カセット、１１…ピックアップローラ、１２…レジストローラ、１３…転写ローラ、１４…定着器、１５…現像ユニット、１６…リトラクト手段、１７…ＬＥＤ光学系、１８…ファーブラシ、１９…現像ローラ、２０…帯電ローラ、２１…センサ、２２…転写側ローラ、２３…中間転写ベルトテンションローラ、２４…クリーニングブレード、２５、２６…電装ユニット、２７…センサ。
【図１】
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