(57)【要約】【課題】  ベルト搬送速度の安定性向上手段の提案および機内レイアウトの自由度やコスト削減や駆動ローラーの耐久性の向上をはかることを提供する。【解決手段】  ベルトを架張しているローラ群のうち定着器に最も近い側を駆動ローラとして配置し、かつその駆動ローラは表面に被弾性で非熱膨張性の微粒子を塗装コーティングされていることを特徴とする。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＢＰや複写機等の熱ローラ定着方式やサーフ定着方式を使って未定着トナー像を定着させる電子写真画像形成装置において、転写ベルト、中間転写ベルト、記録媒体を定着器まで搬送する搬送ベルト等を架張している各々のローラ群の中で最も定着器側に近い架張ローラを駆動ローラとし、かつその駆動ローラは芯金表面にプライマー（接着剤）およびバインド材料と混合したセラミックに代表される非弾性および非熱膨張性粒子でコーティングされていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記ベルト駆動装置の駆動源と同一駆動源でレジストローラ、感光体、定着ローラの少なくとも１つを駆動することを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置を含む画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真技術からなるＬＢＰや複写器等で熱ローラ定着方式やサーフ定着方式などの加熱方式を使って未定着トナー像を定着させる電子写真画像形成装置におけるベルト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来転写ベルト、中間転写ベルト、定着器へ搬送する記録媒体搬送ベルトを駆動ローラにて搬送する電子写真画像形成装置おいて図５、６に示すように、ベルトと駆動ローラ間の摩擦力を高めるために、弾性体で熱膨張性のある図７，図８に示すようなゴム駆動ローラを使用している。それゆえ、ゴムローラの熱膨張によるベルト搬送速度の変化を防ぐために図５に示すようにゴム駆動ローラ１０２を熱源である定着器１６から離すか、図５に示すようにファン３４を取り付けて送風するか等の策を講じなければならなかった。さらにカラー画像形成装置の転写体や中間転写体においては、色ずれ防止に対して特にベルト搬送安定性が要求されるため、ゴム材の膨張を考慮し、図６に示すようにセンサー３７を用いてベルト速度を測定しベルト上の転写位置を制御してから転写する必要があった。また、冬季などの低温下での使用では駆動ローラ表面のゴム材の硬度が増し摩擦力が低下するので、搬送ベルト間でスリップ現象が生じることがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ベルト搬送に対して弾性体で熱膨張性のあるゴム駆動ローラを使用している為、装置内の定着器等の熱源やベルトとゴムローラの摩擦熱により装置稼動時間の経過に伴うゴム材の熱膨張が発生している。それによりゴム駆動ローラの径が増加しベルト搬送速度の増加現象が起こっている。この現象を少しでも回避するために定着器を本体上部に配置したり、ファンや断熱部品をつけたり等しているため、機内レイアウトへの自由度やコスト削減面での柔軟性が圧迫されている状況がある。また、冬季などの低温下での使用ではゴム材の硬度が増し摩擦力が低下し、搬送不具合が生じることがあった。さらに連続、間欠にかかわらず長時間にわたる稼動からゴム材の弾性減少や磨耗による痩せ現象があり、それに起因するベルト搬送速度の減少やスリップがおこっている。これらローラゴムにおこる現象は一次転写時の色ずれや副走査方向の伸びさらには２次転写時の副走査方向の伸びつまり多部数プリントの再現性の低下を引き起こす。本発明は上記の原因によるベルト搬送速度の不安定性を解決し、さらに機内レイアウトへの自由度やコスト削減や駆動ローラの耐久性の向上をはかることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本出願に係わる発明は、転写ベルト、中間転写ベルト，記録媒体搬送ベルトに関わらず各ベルトを架張しているローラ群のうち定着器に最も近い側を駆動ローラとして配置し、かつその駆動ローラは鉄等に代表される線膨張係数が１０-5程度以下の芯金表面にセラミックに代表される非弾性で非膨張性の微粒子を塗装コーティングしたものを使用していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
駆動ローラの耐熱膨張性から時間経過に伴う熱膨張が小さくベルトのプロセススピードに変化が出にくい。また耐久稼動においてもゴムローラと違いローラ径の弾性減少はなく磨耗量も少ないのでプロセススピードに影響が出にくく稼動耐久性の向上がはかれる。また冬季などの低温下での画像装置始動時におこりやすかった搬送ベルトと駆動ローラ間のスリップ現象の低減もはかれる。よって一次転写時の色ずれや副走査方向の伸びさらには２次転写時の副走査方向の伸びや記録紙のスピード不安定による記録紙上に発生する転写不良（とびちり等）をなくすことができた。またこの構成を使えば、図６に示すような記録媒体の上方縦搬送の場合にも冷却のためのファンや断熱部品、熱膨張による駆動ローラ径増大に伴う搬送量の変化を測定するセンサーも必要としないのでコスト削減がはかれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明に係わるベルト駆動装置について図面を用いてさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の第１実施例について図１により説明する。
【０００８】
図１は本発明に係る電子写真カラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）の１実施例を示す全体構成図である。
【０００９】
[実施例１のカラー画像形成装置の画像形成動作概略]
中間転写ユニット１０は中間転写ベルト１０１と２本のローラで構成されていて定着器１６に近いローラを駆動ローラ１０２とし対向ローラを従動ローラ１０３としている。スキャナーユニット１４はポリゴンミラー１４１と露光装置１４２からなっている。
【００１０】
中間転写ベルト１０１の回転と同期して感光体ドラム１２を図１の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１２表面を帯電装置１３によって均一に帯電するとともに、露光手段１４２によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１２上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置２２を駆動してイエローの現像器２２Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１２上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１２の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写体１０の押えローラ（１次転写ローラ）１１にトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１２上のイエローのトナー像を中間転写ベルト１０１上に１次転写する。
【００１１】
上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラム１２に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写を順次行い、中間転写ベルト１０１上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００１２】
この間、中間転写ベルト１０１の外側所定の位置に、中間転写ベルト１０１の表面に接離可能に設けられた２次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０１とは非接触状態にある。
【００１３】
又、中間転写ベルト１０１とは別の外側所定の位置には、中間転写ベルト１０１の表面に接離可能に設けられたクリーニングユニットの帯電ローラ２１も中間転写ベルト１０１とは非接触状態に位置する。
【００１４】
そして、中間転写ベルト１０１上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ２０が中間転写ベルト１０１に圧接され（図１の状態）、更に中間転写ベルト１０１の回転と同期して、転写材積載手段（カセット）１７からピックアップローラ１８、フィードローラ１９により一枚毎分離給送され、レジストローラ対２４近辺の所定の位置で待機していた転写材Ｓが中間転写ベルト１０１と２次転写ローラ２０のニップ部に送り出される。
【００１５】
ここで、レジストローラ対２４の直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対２４の回転駆動力を遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ２５が設けられている。
【００１６】
更に、２次転写ローラ２０にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト１０１上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に２次転写していく。
【００１７】
そして、転写材Ｓに一括して２次転写を行った後に、クリーニングユニットは帯電ローラ２１を中間転写ベルト１０１に当接させてトナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与されトナーは、感光体ドラム１２に静電的に付着され、その後、感光体ドラム１２ようのクリーニング装置によって回収され、残った転写残トナーを除去する。
【００１８】
尚、中間転写ベルト１０１のクリーニング方法としては、上述の静電クリーニングに限らず、ブレードやファーブラシなどの機械的方法や、これらを併用したもの等でもよい。
【００１９】
このようにして、２次転写された転写材Ｓは搬送されて定着器１６に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後、排出ローラ対２３によって画像形成装置Ａ上部の排紙トレー１５に排出され、画像形成を完了する。
【００２０】
上記において図１に示すようにカラー画像形成装置の中間転写体１０の駆動ローラを定着器側に配置してセラミックローラ１０２を使用した。中間転写体１０の駆動ローラは図７〜９に示すように、線膨張係数が１１．７×１０-6程度の鉄材質の芯金４０表面に粒度＃３００〜＃４００のセラミック粒子４１をエポキシ系樹脂のプライマーとエポキシ系樹脂のバインド材料とで混合したものを吹き付けコーティングしてある。感光体ドラム上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルトに一色づつ転写するときベルトの周速変動がほとんどないため色の重ねあわせにズレが生じることがなくなった。
【００２１】
また、従来ゴムローラを駆動ローラとして使用していた場合、耐久にてゴムローラの磨耗によって速度低下が生じドラム上の画像に対して中間転写ベルトが縮む現象があったが、セラミック駆動ローラを使用することにより前述のようなローラの削れはほとんど無くなり、画像が縮む現象がなくなった。また定着装置等の熱源による機内昇温やベルトとローラとの摩擦熱によって生じる駆動ローラの直径増加によるベルト周速変化もセラミック塗装駆動ローラを使うことによりゴムのような弾性体をもちいたローラに比べほとんどなくなった。また上記のような中間転写体の速度変動を検知しベルトの駆動速度を感光体ドラムのスピードに合わせる必要もなくなった。
【００２２】
駆動ローラをセラミックローラ１０２にしたことで、定着器を中間転写体より上に配置する必要もなくなり製品全体のコンパクト化さらにはコスト低減化が可能となる。さらに駆動ローラを定着器側に配置したことで、ギア数を減らすことが可能となり製品全体のコンパクト化やコスト低減化がはかれる。また、各ベルトは定着器へ向かってトナー像や記録紙を送り込む方向へ回転しているため、定着器に近い側のローラを駆動ローラにすることでトナー像や記録紙の搬送を安定にすることができた。
【実施例２】
【００２３】
本発明の第２実施例について図２により説明する。
【００２４】
図２は本発明に係る画像形成装置の２実施例を示す全体構成図である。
【００２５】
[実施例２の説明]
図２に示したように駆動源であるモーター２８からギア２６，２７，２９，３１もしくはタイミングベルト３２，３３の駆動伝達手段によって感光体ドラム１２、中間転写体ベルト１０１、レジストローラ駆動ギア２４、定着ローラ駆動ギア３１を連結させて駆動する。本発明ではセラミック駆動塗装駆動ローラ使って駆動するため中間転写体ベルト１０１の速度変動がほとんどなく中間転写ベルト１０１に対する感光体ドラム１２やレジストローラ２０や定着ローラ１６１の速度差を一定に保つことができるため上記のようにそれらを連結駆動させることができた。
【００２６】
これにより、それぞれの周速を調整するために用いた、複数個のモーターを１つにできセンサーによる周速検知が不要となりコストダウンすることができた。
【実施例３】
【００２７】
本発明の第３実施例について図３により説明する。
【００２８】
図３は本発明に係る画像形成装置の３実施例を示す全体構成図である。
【００２９】
[実施例３のカラー画像形成装置の画像形成動作概略]
中間転写ユニット１０は中間転写ベルト１０１と３本のローラで構成されていて定着器１６に最も遠いローラを駆動ローラ１０２とし感光体ドラム１２に近いローラをテンションローラ１０４とし残りを従動ローラ１０３としている。スキャナーユニット１４はポリゴンミラー１４１と露光装置１４２からなっている。中間転写ベルト１０１の回転と同期して感光体ドラム１２を図３の矢印方向（反時計回り）に回転させ、この感光体ドラム１２表面を帯電装置１３によって均一に帯電するとともに、露光手段１４２によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム１２上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置２２を駆動してイエローの現像器２２Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１２上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム１２の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写体１０の押えローラ（１次転写ローラ）１１にトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１２上のイエローのトナー像を中間転写ベルト１０１上に１次転写する。
【００３０】
上述のようにしてイエロートナー像の１次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラムに対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、現像、１次転写を順次行い、中間転写ベルト１０１上に４色のトナー像を重ね合わせる。
【００３１】
この間、中間転写ベルト１０１の外側所定の位置に、中間転写ベルト１０１の表面に接離可能に設けられた２次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０１とは非接触状態にある。
【００３２】
又、中間転写ベルト１０１の外側所定の位置には、中間転写ベルト１０１の表面に接離可能に設けられたクリーニングユニット２１があり、またそれも中間転写ベルト１０１とは非接触状態に位置する。
【００３３】
そして、中間転写ベルト１０１上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ２０が中間転写ベルト１０１に圧接され（図３の状態）、更に中間転写ベルト１０１の回転と同期して、転写材積載手段（カセット）１７からピックアップローラ１８とリタードローラ３５、フィードローラ１９により一枚毎分離給送され、レジストローラ対２４近辺の所定の位置で待機していた転写材Ｓが中間転写ベルト１０１と２次転写ローラ２０のニップ部に送り出される。
【００３４】
ここで、レジストローラ対２４の直前には転写材Ｓの先端を検知してレジストローラ対２４の回転駆動力を遮断し、転写材Ｓを所定の位置で待機させるレジ前センサ２５が設けられている。
【００３５】
更に、２次転写ローラ２０にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト１０１上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Ｓの表面に２次転写していく。
【００３６】
そして、転写材Ｓに一括して２次転写を行った後に、クリーニングユニット２１は帯電ローラを中間転写ベルト１０１に当接させてトナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与されたトナーは、感光体ドラム１２に静電的に付着され、その後、感光体ドラム１２後方のクリーニング装置等により回収され、残った転写残トナーを除去する。
【００３７】
尚、中間転写ベルト１０１のクリーニング方法としては、上述の静電クリーニングに限らず、プレードやファーブラシなどの機械的方法や、これらを併用したもの等でもよい。
【００３８】
このようにして、２次転写された転写材Ｓは搬送ベルトユニット４２を経由して定着器１６に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後排紙ローラ対３６によって排紙ガイドに沿って搬送され、排出ローラ対２３によって画像形成装置上部の排紙トレー１５に排出され、画像形成を完了する。
【００３９】
[実施例３の説明]
定着器１６まで記録媒体を搬送する搬送ベルト３９の駆動ローラを定着器に最も近い側に配置しセラミック塗装ローラ４２を使用した。ベルト搬送に用いたセラミック塗装駆動ローラは図９に示すように、線膨張係数が１１．７×１０-6程度の鉄材質の芯金４０表面に粒度＃３００〜＃４００のセラミック粒子４２をエポキシ系樹脂のプライマーとエポキシ系樹脂のバインド材料とで混合したものを吹き付けコーティングしてある。本発明を採用することで、定着器に近い記録媒体搬送ベルトの駆動ローラの熱変形はほとんど無くなり、搬送安定性が増しかつ耐久性も向上した。
【実施例４】
【００４０】
本発明の第４実施例について図４により説明する。
【００４１】
図４は本発明に係る画像形成装置の４実施例を示す全体構成図である。
【００４２】
[実施例４のカラー画像形成装置の画像形成動作概略]
転写ユニット１０は転写ベルト１０１と４本のローラで構成されていて定着器１６に近いローラを駆動ローラ１０２とし残りは従動ローラ１０３とテンションローラ１０４としている。スキャナーユニット１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂｋはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色ごとにあり各色用のポリゴンミラー１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｂｋと露光装置１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｂｋからなっている。転写ベルト１０１の回転と同期して、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ表面を均一に帯電するとともに、露光手段１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｂｋによってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に画像の光照射を行い、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋを用いて、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ上の静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーが付着するように感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋの帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナーを付着させて現像する。そして転写体１０の押えローラ（転写ローラ）１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ上のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナー像を順に記録媒体Ｓ上に転写する。
【００４３】
このようにして、転写された記録媒体Ｓは搬送されて定着器１６に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後、画像形成装置上部の排紙トレー１５に排出され、画像形成を完了する。
【００４４】
[実施例４の説明]
転写体１０の転写ベルト１０１を架張しているローラ群のうち定着器１６にもっとも近いローラを駆動ローラとして構成し、かつ駆動ローラはセラミック塗装ローラ１０２を使用した。転写体ベルト搬送に用いたセラミック塗装駆動ローラは図９に示すように、線膨張係数が１１．７×１０-6程度の鉄材質の芯金４０表面に粒度＃３００〜＃４００のセラミック粒子４２をエポキシ系樹脂のプライマーとエポキシ系樹脂のバインド材料とで混合したものを吹き付けコーティングしてある。
【００４５】
多軸構成の転写体１０になればなるほど軸の摩擦損失やベルトの屈曲損失が大きくなり駆動抵抗となる。その場合、駆動ローラを境に駆動方向前後のベルトの安定性は異なり、前方では緩み傾向があり、後方は引張り傾向にある。よって転写ベルトを少しでも安定させるためには駆動ローラを転写位置の後方に配置して、転写ベルトの引張り側で行うほうが有効である。しかし、ＬＢＰや複写機等の熱ローラ定着方式やサーフ定着方式を使って未定着トナー像を定着させる電子写真画像形成装置においては、転写後に定着を行うため駆動ローラは定着器に近くなり、ゴムローラを使用した駆動ローラでは熱膨張によりローラ径が増大し転写ベルトスピードが速くなってしまう。そこで本構成を用いれば、多軸構成の転写体でも、軸の摩擦損失やベルトの屈曲損失を最低限にした位置に駆動ローラを配置でき、かつ定着器の熱による駆動ローラ径の影響もないので、感光体ドラムと転写体のスピードタイミングをはかる必要がなくなった。そのため転写体の速度をはかるセンサーがいらなくなりコスト削減につながった。さらに、感光体ドラムと転写体のスピード差が少ないので駆動モーターも一つにすることもできた。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の特徴を最もよく表す画像形成装置の主断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示した画像形成装置の主断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示した画像形成装置の主断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示した画像形成装置の主断面図である。
【図５】従来実施例の画像形成装置の主断面図である。
【図６】従来実施例の画像形成装置の主断面図である。
【図７】ゴム駆動ローラによるベルト搬送を説明するための図である。
【図８】ゴム駆動ローラを説明するための図である。
【図９】セラミック塗装ローラを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０        中間転写体
１１        感光体対向ローラ
１１Ｂｋ    ブラック
１１Ｃ      シアン
１１Ｍ      マゼンタ
１１Ｙ      イエロー
１２        感光体
１３        帯電装置
１４        スキャナー
１４Ｂｋ    ブラック
１４Ｃ      シアン
１４Ｍ      マゼンタ
１４Ｙ      イエロー
１５        排紙トレー
１７        給紙トレー
１６        定着器
１８        ピックアップローラ
１９        紙搬送ローラ
２０        ２次転写ローラ
２１        クリーニングローラ
２２        現像器
２２Ｂｋ    ブラック
２２Ｃ      シアン
２２Ｍ      マゼンタ
２２Ｙ      イエロー
２３        排紙ローラ
２４        レジストローラ
２５        レジセンサー
２６        駆動伝達ギア
２７        駆動伝達ギア
２８        モーター
２９        駆動伝達ギア
３０        感光体駆動ギア
３１        定着器駆動ギア
３２        伝達ベルト１
３３        伝達ベルト２
３４        ファン
３５        搬送ローラ１
３６        搬送ローラ２
３７        速度センサー
３８        搬送ベルト
３９        芯金
４０        ローラゴム
４１        セラミック粒子
４２        記録媒体搬送ベルト用駆動ローラ
１０１      中間転写ベルト
１０２      駆動ローラ
１０３      従動ローラ
１０４      テンションローラ
１４１      ポリゴンミラー
１４１Ｂｋ  ブラック
１４１Ｃ    シアン
１４１Ｙ    イエロー
１４１Ｍ    マゼンタ
１４２      露光装置
１４２Ｙ    イエロー
１４２Ｃ    シアン
１４２Ｍ    マゼンタ
１４２Ｂｋ  ブラック
１６１      定着ローラ
１６２      定着従動ローラ
【図１】
2005156902.tif 000002
【図２】
2005156902.tif 000003
【図３】
2005156902.tif 000004
【図４】
2005156902.tif 000005
【図５】
2005156902.tif 000006
【図６】
2005156902.tif 000007
【図７】
2005156902.tif 000008
【図８】
2005156902.tif 000009
【図９】
2005156902.tif 000010