(57)【要約】【課題】無端ベルトの周長のばらつきに係わらず、簡単な構成でベルト張力を一定に保持できる画像形成装置を提供する。【解決手段】装置本体内の転写フレーム２１に、テンションローラ２０の圧接力を変化させることにより中間転写ベルト８の張力を調整する張力可変機構２３を配置している。張力可変機構２３は、テンションローラ２０を中間転写ベルト８側に圧接する圧縮バネ２５と、圧縮バネ２５の圧縮長を調整可能なバネ受け部材２７とから構成されている。【選択図】図２
2008145794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトと、該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、
像担持体と現像装置とを有し前記無端ベルトに沿って配置される１つ以上の画像形成部と、
前記無端ベルトを介して像担持体に対向配置される転写ローラと、を備えた画像形成装置において、
前記テンションローラの両端部には、前記テンションローラの軸受け部を前記無端ベルト方向に押圧する付勢部材と、該付勢部材の他端を支持するとともに前記付勢部材の圧縮長を調整可能なバネ受け部材とで構成される張力可変機構が設けられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記バネ受け部材は多角形状であり、外周部には前記付勢部材の端部を支持するための深さの異なる複数の支持部が形成さ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。
【請求項３】
前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記無端ベルトは、記録媒体を搬送するための搬送ベルトであることを特徴とする請求項１又は請求項２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、無端状の搬送ベルトや中間転写ベルトに沿って画像形成部を配置し、トナー像を記録媒体上に直接或いは中間転写ベルトを介して転写する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の画像形成装置が提案されているが、その中に、複数の画像形成部により各色のトナー像を順次重ね合わせてフルカラー画像を形成するタンデム型のカラー画像形成装置がある。さらに、タンデム型のカラー画像形成装置には、各画像形成部において像担持体上に形成されたトナー像を、無端状の搬送ベルトにより搬送されてくる記録媒体に順次転写する直接転写方式と、無端状の中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせた後、記録媒体に一度に転写する中間転写方式とがある。
【０００３】
上述したようなタンデム型カラー画像形成装置においては、複数の画像形成部によって一つの画像を形成する方式であるため、各色のトナー像の色重ね精度を高めるためには像担持体の回転速度及びベルト速度を一定に保持する必要がある。
【０００４】
ところで、無端ベルトの製造時においてはベルト周長を厳密に規定しているが、製造技術上ある程度のばらつきの発生は避けられない。しかし、ベルト周長のばらつきによりベルト速度も周期的に変動するため、各色のトナー像の位置合わせ具合が悪化し、色ずれが発生するという問題点があった。また、ベルト周長のばらつきが原因となってベルト張力も変動するため、トナー像の転写圧設定に影響を及ぼし、転写ムラが発生するおそれもあった。
【０００５】
そこで、ベルト張力の変動を抑制して各色のトナー像の転写性及び色重ね精度を確保する方法が種々提案されており、例えば特許文献１には、駆動ローラと従動ローラに張架された搬送ベルトに、さらに搬送路長可変手段（テンションローラ）を圧接させることにより、転写部から定着部までの搬送路長を可変する方法が開示されている。また、特許文献２には、ベルト状搬送部材のテンションローラの少なくとも一端に位置調整手段を設け、ベルトの寄りを自動補正可能なシート搬送装置が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の方法では、搬送路長可変手段を構成する弾性部材が固定されているため、搬送ベルトや中間転写ベルトの周長にばらつきがある場合であっても周長に応じて圧設定が変更できない。従って、ベルト張力もばらつくこととなり、トナー像を転写する転写部の転写圧設定やベルトの回転状態に悪影響を及ぼし、転写ムラや転写位置ずれ等の画像不良が発生するおそれがあった。また、特許文献２の方法では、ベルトの寄りを検出するセンサやテンション用バネを上下動させるためのモータやソレノイド、及びそれらの制御機構が必要となり、装置の構成が複雑化するとともにコストアップにも繋がるという問題点があった。
【０００７】
なお、ここではタンデム型のカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、無端状の搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送するモノクロタイプの画像形成装置においても、ベルト張力の変動により搬送速度が変動し、記録媒体上への転写位置ずれが発生するおそれがあった。
【特許文献１】特開２０００−９８８５１号公報
【特許文献２】特開平７−１９６１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、無端ベルトの周長のばらつきに係わらず、簡単な構成でベルト張力を一定に保持できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、無端ベルトと、該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、像担持体と現像装置とを有し前記無端ベルトに沿って配置される１つ以上の画像形成部と、前記無端ベルトを介して像担持体に対向配置される転写ローラと、を備えた画像形成装置において、前記テンションローラの両端部には、前記テンションローラの軸受け部を前記無端ベルト方向に押圧する付勢部材と、該付勢部材の他端を支持するとともに前記付勢部材の圧縮長を調整可能なバネ受け部材とで構成される張力可変機構が設けられることを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記バネ受け部材は多角形状であり、外周部には前記付勢部材の端部を支持するための深さの異なる複数の支持部が形成されていることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記無端ベルトは、記録媒体を搬送するための搬送ベルトであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の構成によれば、付勢部材とバネ受け部材とから成る張力可変機構を用いて付勢部材の圧縮長を調整することにより、無端ベルトの周長のばらつきに応じて無端ベルトの張力を簡単な構成で調整することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、バネ受け部材を多角形状とし、バネ受け部材を回転させて外周部に形成された深さの異なる複数の支持部の中からいずれかを選択して付勢部材の圧縮長を調整することにより、バネ受け部材の調整スペースが小さくなり、張力可変機構をコンパクト化できる。
【００１５】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、中間転写ベルトの周長のばらつきに応じて簡単な構成でベルト張力を調整可能となるため、各色のトナー像を中間転写ベルト上に順次積層してカラー画像を形成した後、記録媒体上に一度に転写する方式の画像形成装置において色ずれや転写位置ずれ等の転写不良を効果的に抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、搬送ベルトの周長のばらつきに応じて簡単な構成でベルト張力を調整可能となるため、搬送ベルト上に担持されて搬送される記録媒体上にトナー像を直接転写する方式の画像形成装置においても色ずれや転写位置ずれ等の転写不良を効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１８】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転し、各画像形成部に隣接して移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１９】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。
【００２０】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２１】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２２】
そして、中間転写ベルト８に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に転写（一次転写）される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２３】
中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）においてフルカラー画像が転写（二次転写）される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００２４】
定着部７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２６】
図２は、第１実施形態の画像形成装置における画像形成部周辺の構成を示す概略図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、ここでは説明の便宜のため、帯電器２ａ〜２ｄ、現像ユニット３ａ〜３ｄ、露光ユニット４、クリーニング部５ａ〜５ｄは記載を省略している。本実施形態においては、装置本体内の転写フレーム２１に、テンションローラ２０の圧接力を変化させることにより中間転写ベルト８の張力を調整する張力可変機構２３を配置している。
【００２７】
図３は、張力可変機構２３の拡大図である。なお、張力可変機構２３はテンションローラ２０の両端部に一対設けられているが、その構成は全く同様であるため、ここでは片側の構成について説明する。張力可変機構２３は、テンションローラ２０を中間転写ベルト８側に圧接する圧縮バネ２５と、圧縮バネ２５の圧縮長を調整可能なバネ受け部材２７とから構成されている。
【００２８】
バネ受け部材２７は側面視６角形状であり、転写フレーム２１に形成された収納部２１ａ内に配置されている。バネ受け部材２７の外周部の各辺には深さの異なる複数（ここでは６箇所）の支持部２７ａ〜２７ｆが形成されている。圧縮バネ２５の上端はテンションローラ２０の回転軸２０ａを回転自在に支持する軸受け部材２４の凹部２４ａに係合し、圧縮バネ２５の下端は支持部２７ａ〜２７ｆのいずれかに係合する。軸受け部材２４はガイドフレーム２８に沿って摺動可能に支持されており、回転軸２０ａは上下方向への移動のみが許容されている。バネ受け部材２７の材質としては、金属や硬質樹脂等、圧縮バネ２５の付勢力により容易に変形しない材質が用いられる。
【００２９】
いま、中間転写ベルト８の周長が基準長さに等しいとする。このとき、図３に示すように、バネ受け部材２７は支持部２７ｄが圧縮バネ２５の下端に対向するように配置されており、圧縮バネ２５の圧縮長は凹部２４ａの上面から支持部２７ｄの底面までの距離となっている。この状態での中間転写ベルト８の張力を基準値とすると、例えば中間転写ベルト８の周長が短い方にばらついた場合、中間転写ベルト８の張力も基準値より強くなる。そこで、支持部２７ｃよりも深い支持部（ここでは支持部２７ｅ、２７ｆ）が圧縮バネ２５の下端に対向するようにバネ受け部材２７を配置することにより、圧縮バネ２５の圧縮長が長くなってテンションローラ２０の圧接力が低減されるため、中間転写ベルト８の張力も緩和される。
【００３０】
一方、中間転写ベルト８の周長が長い方にばらついた場合は、支持部２７ｃよりも浅い支持部（ここでは支持部２７ａ、２７ｂ、２７ｃ）が圧縮バネ２５の下端に対向するようにバネ受け部材２７を配置することにより、圧縮バネ２５の圧縮長が短くなってテンションローラ２０の圧接力が増加するため、中間転写ベルト８の張力も強められる。
【００３１】
従って、使用する中間転写ベルト８の周長と、そのベルト周長に最適な支持部２７ａ〜２７ｆとの関係を予め把握しておき、ベルト周長のばらつきの程度に応じて、装置組み立て時に支持部２７ａ〜２７ｆの中からいずれかを選択することにより、中間転写ベルト８の張力を簡単に基準値に適合させることができる。その結果、各色のトナー像の色ずれや二次転写ローラ９（図１参照）における転写位置ずれの発生を効果的に抑制できる。
【００３２】
なお、ここではバネ受け部材２７には深さの異なる６つの支持部２７ａ〜２７ｆが形成されているため、中間転写ベルト８の張力を６段階に調整可能であるが、例えばバネ受け部材２７の形状を四角形とすれば４段階の調整が可能となり、８角形以上の多角形とすれば、８段階以上の調整も可能となる。しかし、中間転写ベルト８の周長のばらつきは最大で１ｍｍ程度であるため、６段階の調整でも十分に微調整が可能である。
【００３３】
張力可変機構２３の他の構成例を図４に示す。図３と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。この例では、側面視矩形状のバネ受け部材２７の上面に、深さの異なる６つの支持部２７ａ〜２７ｆを形成し、バネ受け部材２７を矢印ＡＡ′方向にスライドさせて支持部２７ａ〜２７ｆを切り換える構成となっている。
【００３４】
図４の構成においても、図３の場合と同様に支持部２７ａ〜２７ｆの中から中間転写ベルト８の周長のばらつきに応じた最適な支持部を選択することにより、中間転写ベルト８の張力を簡単に調整することができる。また、ここではバネ受け部材２７のスライド方向をテンションローラ２０の回転軸２０ａと直交する方向（図の左右方向）としたが、回転軸２０ａのスラスト方向（図の紙面方向）としても良い。なお、図４に示したバネ受け部材２７を用いる場合、バネ受け部材２７をスライドさせるスペースが必要となるため、省スペース化の観点からは、図３のように多角形状のバネ受け部材２７を用いる方がより好ましい。
【００３５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態は、用紙上に各色の画像を直接転写するタイプのタンデム型カラー画像形成装置について示しており、中間転写ベルト８に代えて用紙Ｐを各画像形成部Ｐａ〜Ｐｂに順次搬送する搬送ベルト３５が設けられている。また、ＬＥＤヘッドを有する露光ユニット４ａ〜４ｄが各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにそれぞれ設けられている。他の部分の構成については図１と同様であるため説明を省略する。
【００３６】
本実施形態においては、搬送ベルト３５の内周面側にテンションローラ２０を配置するとともに、搬送ベルト３５の張力を可変する張力可変機構２３を設けている。なお、図５では張力可変機構２３の記載を省略しているが、テンションローラ２０の圧接方向が異なる（ここでは搬送ベルト３５の内側から下向きに圧接される）以外は第１実施形態と全く同様の構成であるため説明は省略する。これにより、搬送ベルト３５の周長のばらつきに応じて搬送ベルト３５の張力を簡単に基準値に適合させることができ、第１実施形態と同様に色ずれや転写不良の発生を抑制可能となる。
【００３７】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、テンションローラ２０を中間転写ベルト８側に圧接する付勢部材として圧縮バネ２５を用いているが、圧縮バネ２５に代えて、板バネ、トーションバネ等の他のバネ部材を用いても良い。また、本発明は上記実施形態のようなタンデム型のカラー画像形成装置に限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザプリンタ等、無端状の搬送ベルトや中間転写ベルトを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、無端ベルトと、該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、像担持体と現像装置とを有し無端ベルトに沿って配置される１つ以上の画像形成部と、無端ベルトを介して像担持体に対向配置される転写ローラと、を備えた画像形成装置において、テンションローラの両端部に、テンションローラの軸受け部を無端ベルト方向に押圧する付勢部材と、該付勢部材の他端を支持するとともに付勢部材の圧縮長を調整可能なバネ受け部材とで構成される張力可変機構を設けたものである。
【００３９】
これにより、中間転写ベルトや搬送ベルト等の無端ベルトの周長に応じて無端ベルトの張力を簡単な構成で調整可能となり、無端ベルトの周長のばらつきに起因する色ずれや転写不良の少ない画像形成装置を提供することができる。
【００４０】
また、付勢部材の端部を支持するための、深さの異なる複数の支持部が外周部に形成された多角形状のバネ受け部材を用いたので、バネ受け部材の調整スペースが小さくコンパクトな張力可変機構となり、画像形成装置の省スペース化にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す側面断面図である。
【図２】は、第１実施形態の画像形成装置における画像形成部周辺の構成を示す概略側面図である。
【図３】は、張力可変機構の構成を示す拡大側面図である。
【図４】は、張力可変機構の他の構成例を示す拡大側面図である。
【図５】は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｐａ〜Ｐｄ      画像形成部
１ａ〜１ｄ      感光体ドラム（像端持体）
６ａ〜６ｄ      転写ローラ
８              中間転写ベルト（無端ベルト）
９              二次転写ローラ
１０            従動ローラ
１１            駆動ローラ
２０            テンションローラ
２１            転写フレーム
２３            張力可変機構
２４            軸受け部材
２５            圧縮バネ（付勢部材）
２７            バネ受け部材
２７ａ〜２７ｆ  支持部
２８            ガイドフレーム
３５            搬送ベルト（無端ベルト）
１００          画像形成装置
【図１】
2008145794.tif 000003
【図２】
2008145794.tif 000004
【図３】
2008145794.tif 000005
【図４】
2008145794.tif 000006
【図５】
2008145794.tif 000007