JP2001075427A

JP2001075427A - ベルト張力付与装置

Info

Publication number: JP2001075427A
Application number: JP2000215656A
Authority: JP
Inventors: W Costanza Daniel; ダブリュコスタンザダニエル; Rene Sanchez; サンチェスレーン; Michael F Leo; エフレオマイケル
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体のベルトに作用する張力を精密に設定
しモニタリングする閉ループ制御システムを提供する。【解決手段】ステッパモータ１５０は、コントローラ
２９によって作動され、ステアリングロール２０によっ
て感光体のベルト１０に結合されるヨーク１７０に圧力
を加える。ひずみ計１６０は、ヨーク１７０上に配置さ
れ、感光体のベルト１０に作用するヨーク１７０の圧力
を検出し、コントローラ２９に信号を送り、次に、この
信号によってステッパモータ１５０が作動され、ベルト
１０に作用する張力が所定の設定量とされる。また、作
動中に、センサ１８０によって検出される、感光体のベ
ルト１０と駆動ロール１６間の摩擦が減少する場合、閉
ループ制御システムによって、感光体のベルト１０に作
用する圧力が増大され、駆動機能が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広くは、静電複写
プリンタに関し、より詳しくは、静電複写プリンタ内の
フレキシブル感光体上の像のカラー見当合わせの改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル静電複写像形成部材は、技
術上公知である。典型的な静電複写像形成部材には、た
とえば、電子写真像形成システムのための感光体と、た
とえばエレクトログラフィ像形成システムのためのイオ
ノグラフィ像形成部材などの電気受容体とが含まれる。
一般に、これらの像形成部材は、少なくとも１つの支持
基板層と、熱可塑性ポリマーマトリックス材料を含む少
なくとも１つの像形成層とを含む。本明細書において使
用される「像形成層」は、電気受容体の誘電性像形成層
または感光体の光導電性像形成層として定義される。感
光体の場合、光導電性像形成層は、単独の光導電性層の
みまたは複数の層、たとえば電荷生成層と電荷移送層の
組合せを含むことができる。

【０００３】以下、フレキシブル電子写真像形成部材の
みに焦点を絞って述べるが、本明細書において取り扱う
問題はエレクトログラフィ像形成部材に対して等しく適
用することができる。

【０００４】一般に、電子写真技術において、電子写真
複写の過程は、原ドキュメントの光像を、実質上一様に
帯電された感光部材上に露光することによって開始され
る。帯電感光部材を光像に露光すると、感光部材上の光
電導性表面の、原ドキュメントの非像領域に対応する領
域は放電され、一方、像領域の電荷は保持され、その結
果、原ドキュメントの静電潜像が感光部材上に生成され
る。次いで、この潜像は、現像剤が光導電性表面の帯電
像領域に誘引されるように、帯電現像剤を感光性部材表
面上に被着させることによって、現像されて可視像とな
る。その後、現像剤は、感光部材から受取コピー用紙ま
たは何らかの他の像支持基板に転写され、像支持基板に
永久的に固定することができる像が生成され、その結
果、原ドキュメントの電子写真複写が提供される。最終
段階において、感光性部材の光導電性表面は、クリーニ
ング器、たとえばエラストマークリーニングブレードを
用いてクリーニングされ、次の像形成サイクルの準備中
に感光部材の表面上に残留する場合がある残留現像剤が
除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電子写真像形成の場
合、前述した静電複写コピー過程は、公知であり、一般
に、原ドキュメントの光レンズ複写に用いられる。アナ
ログ法も、他の静電複写印刷応用分野、たとえば、潜像
が変調レーザビームによって光導電性表面に形成される
デジタルレーザ印刷などにおいて、あるいは電子的に生
成または記憶される像に応じて電荷が電荷保持表面に被
着されるイオノグラフィ印刷および複写において用いら
れる。フレキシブル像形成部材ベルトを用いる前述した
方法の１つの欠陥は、ベルト、特に感光体のベルトが、
反復使用中に伸びることである。この伸びは、多数の棒
状支持体を用いる機械ベルトモジュール設計と、感光体
のベルトを支持し電子写真像処理サイクル中移動させ、
常時、ベルトを引き伸ばされた状態に保持する小口径ベ
ルト支持ローラとが原因である。感光体のベルトに作用
する一定の張力と、棒状支持体の位置決めと、小口径ロ
ーラの位置決めによって、機械循環感光体のベルト作用
中、小口径ベルト支持ローラおよび棒状支持体による感
光体のベルトたわみの反復の結果として、電荷移送層に
蓄積される曲げ応力／ひずみによる事実上のベルト疲労
が生じ、電荷移送層の伸びおよび割れの早期の開始生成
が促進される。像重ね合わせ印刷中におけるカラー見当
合わせ不良は明らかにコピー印刷出力の欠陥であるの
で、感光体の伸びは、重大な機械障害と考えられる。

【０００６】したがって、優れたカラー見当合わせを実
現し、同時に、ベルトステアリング作動中、ベルト張力
を減少させる感光体のベルト張力付与システムが必要と
されている。

【０００７】米国特許第５，７０８，９２４号は、感光
体のベルトを支持するコーナおよび支持構造を備え、同
時に、一括して出荷され、装置の駆動ロールおよび遊び
ロール上に挿入される、消費者が交換可能な装置を目的
とする。この装置によって、装置操作者がベルト自体を
操作する必要がなくなり、固有の損傷が防止される。使
用中に感光体のベルトに張力をかける棒状支持体を備え
る装置が開示されている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】それ故に、本発明の特徴
に従って、感光体のベルトモジュールの張力付与ロール
システムを精密に設定してモニタリングし、像重ね合わ
せカラー見当合わせを向上させる閉ループ制御システム
が開示される。閉ループ制御システムは、感光体のベル
トに作用する張力をモニタリングする張力センサと、ス
テアリングロールに圧力を加えるアクチュエータとを備
え、感光体のベルトは、感光体のベルトに作用する張力
を増加または減少させ、その結果、ベルトの疲労および
伸びが減少されるように、アクチュエータロール上に取
り付けられる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、一般に、ベルト支持モジ
ュール９０に取り付けられる光導電性のベルト１０を用
いる電子写真プリンタを示す略図である。好ましくは、
光導電性のベルト１０は、基盤層を被覆する光導電性材
料からなり、基盤層もまたカール防止裏打ち層を被覆し
ている。ベルト１０は、矢印１３の方向に動き、その連
続する部分を逐次、ベルト１０の移動経路の回りに配置
される種々の処理装置を通過させて進める。ベルト１０
は、剥ぎ取りロール１４、駆動ロール１６、遊びロール
２１、および張力付与ステアリングロール２０の回りに
張られる。ロール１６が回転すると、ベルト１０が矢印
１３の方向に進められる。

【００１０】最初に、光導電性のベルト１０の表面の一
部が帯電器Ａを通過する。帯電器Ａにおいて、コロナ生
成装置２２によって、光導電性のベルト１０は比較的高
い実質上一様な電位に帯電される。

【００１１】露光器Ｂにおいて、コントローラまたは電
子サブシステム（ＥＳＳ）２９は、所望の出力像を表す
像信号をＲＩＳ（ラスタ入力スキャナ）２８から受け取
り、これらの信号を処理して像の連続色調またはグレー
スケール表示に変換し、変調出力生成器、たとえばラス
タ出力スキャナ（ＲＯＳ）３０に伝送する。電子サブシ
ステム２９は、自己完結型専用マイクロコンピュータで
あることが好ましい。電子サブシステム２９に伝送され
る像信号は、前述したようにＲＩＳ２８において生成さ
れても、コンピュータにおいて生成されてもよく、その
結果、電子写真プリンタは１つ以上のコンピュータに対
するリモート配置プリンタとして機能することが可能と
なる。あるいは、プリンタは、高速コンピュータのため
の専用プリンタとして機能を果たすことができる。電子
サブシステム２９からの信号は、プリンタによって再生
されることが所望される連続色調像に対応し、ラスタ出
力スキャナ３０に伝送される。ラスタ出力スキャナ３０
は、回転ポリゴンミラーブロックを有するレーザを備え
る。９ファセットを有するポリゴンを用いることが好ま
しい。ラスタ出力スキャナ３０は、インチ当たり約３０
０（ｃｍ当たり約１１８）以上の画素の解像度におい
て、光導電性のベルト１０の表面上の帯電部分を照射す
る。ラスタ出力スキャナ３０は、光導電性のベルト１０
を露光し、電子サブシステム２９から受け取った連続色
調像に対応する静電潜像を光導電性のベルト１０上に記
録する。代替方法として、ラスタ出力スキャナ３０は、
ラスタごとを基準として、光導電性のベルト１０の帯電
部分を照射するように配列される発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）の線形アレイを用いることができる。

【００１２】静電潜像が光導電性表面１２に記録された
後、潜像は、ベルト１０によって現像器Ｃに進められ
る。現像器Ｃは、液体または乾燥粒子の形態であり公知
の技術を用いて静電気によって潜像に誘引されるｃ、
ｍ、ｙ、ｋトナーを含む４個の現像剤装置を備える。潜
像は、キャリア顆粒からトナー粒子を誘引し、トナー粉
末像を潜像上に形成する。連続する静電潜像が現像され
ると、トナー粒子は現像剤ハウジング４６から涸渇され
る。トナー粒子供給器４４によって、トナー粒子が現像
剤装置３８から現像剤ハウジング４６に供給される。

【００１３】引き続き図１について述べると、静電潜像
が現像された後、ベルト１０上に存在するトナー粉末像
は転写器Ｄに進められる。用紙４８は、給紙装置５０に
よって転写器Ｄに進められる。給紙装置５０は、スタッ
ク５４の最上部の用紙と接触する給紙ロール５２を備え
る。給紙ロール５２は回転し、最上部の用紙をスタック
５４から垂直移送機構５６に進める。垂直移送機構５６
によって、支持材料からなる進行中の用紙４８は見当合
わせ移送機構５７に向けられ、用紙４８は、感光体のベ
ルト１０上に形成されるトナー粉末像が転写器Ｄにおい
て進行中の用紙４８と接触するように時機を調節された
手順で像転写器Ｄを通過して、感光体のベルト１０から
像を転写される。転写器Ｄは、用紙４８の背面にイオン
を噴射するコロナ発生装置５８を備える。これによっ
て、トナー粉末像は光導電性表面１２から用紙４８に誘
引される。転写後、用紙４８はベルト移送機構６２によ
って矢印６０の方向に移動を続け、用紙４８は定着器Ｆ
に進められる。

【００１４】定着器Ｆは、転写されたトナー粉末像を用
紙４８に固定する定着機構組立部品７０を備える。定着
機構組立部品７０は、加熱された定着機構ローラ７２と
加圧ローラ７４とを備え、粉末像は定着機構ローラ７２
と接触する用紙４８に定着される。加圧ローラ７４は、
定着機構ローラ７２に押し付けられ、トナー粉末像を用
紙４８に定着するために必要とされる圧力が生成され
る。定着機構ローラ７２は、石英ランプ（図示してな
い）によって内部から加熱される。貯蔵器（図示してな
い）に貯蔵される剥離剤が、計量ロール（図示してな
い）にポンプ移送される。削り取りブレード（図示して
ない）によって、過剰の剥離剤は削り取られる。剥離剤
は、ドナーロール（図示してない）に転写され、次い
で、定着機構ローラ７２に転写される。

【００１５】次に、用紙４８は定着機構組立部品７０を
通過し、定着機構組立部品７０において、像は、用紙に
恒久的に固定または定着される。定着機構組立部品７０
を通過後、ゲートを用いることによって、用紙を出力機
構１７を経由して直接に仕上げ器またはスタッカに移動
すること、または用紙を両面印刷経路１００に向けるこ
と、より詳しくは、定着機構組立部品７０を通過後、最
初に単独の用紙反転器８２に向けることが可能となる。
すなわち、第２用紙が、片面印刷用紙または第１面およ
び第２面の両面に形成された像を有する両面印刷を完了
した用紙のいずれかである場合、用紙は、ゲート８８を
経由して直接に出力機構１７に向けられる。しかし、用
紙が両面印刷中であり、その時、第１面の像のみが印刷
されている場合、ゲート８８は、その用紙が反転器８２
を経由して両面印刷経路１００に向けられるように配置
されることになる。反転器８２において、その用紙は反
転され、次に、ベルト移送機構１１０および加速ニップ
１０２に給紙されて再循環され、次いで、転写器Ｄおよ
び定着機構組立部品７０を通り、第２面像がその両面印
刷用紙の背面に転写され恒久的に固定された後、出口経
路となる出力機構１７を経由して排出される。

【００１６】用紙４８がベルト１０の光導電性表面１２
から剥離された後、光導電性表面１２に付着する残留ト
ナー／現像剤および紙繊維粒子は、クリーニング器Ｅに
おいて除去される。クリーニング器Ｅは、光導電性表面
１２と接触して紙繊維を掻き乱して除去するように回転
自在に取り付けられる繊維質ブラシと、転写されないト
ナー粒子を除去するクリーニングブレードとを備える。
ブレードは、応用分野によって、ワイパーまたはドクタ
ー位置のどちらかとして形成することができる。クリー
ニング後、放電ランプ（図示してない）によって光導電
性表面１２に投光し、表面上に残存する残留静電電荷を
消失させた後、連続する次の像形成サイクルのための帯
電を行う。

【００１７】コントローラ２９によって、種々の機械機
能が制御される。コントローラは、前述したすべての機
械機能を制御するプログラマブルマイクロコンピュータ
であることが好ましい。コントローラ２９によって、用
紙４８の比較計数、再循環されているドキュメントの
数、操作者によって選択された用紙４８の数、時間遅
延、ジャム修正、などが提供される。前述した例示シス
テムの全体の制御は、操作者によって選択される、プリ
ンタ操作卓からの従来の制御スイッチ入力によって実行
される。従来の用紙経路センサまたはスイッチを用いて
ドキュメントおよび用紙４８の位置の軌道を保持するこ
とができる。

【００１８】次に、本発明の主題について述べる。図２
は、感光体のベルト１０が、駆動ロール１６、張力付与
のステアリングロール２０、遊びロール２１、および剥
ぎ取りロール１４の回りに張られて、張力をかけられ像
受け取り姿勢にある状態を示す図である。種々のサイズ
の棒状支持体２３は、固定され、ベルト１０を位置決め
し案内する機能を果たす。コントローラ２９によって、
感光体のベルト１０に精密に張力をかけて作動位置また
は像受け取り位置とするため、ステッパモータ１５０の
作動が制御される。コントローラ２９は、所定の標準量
の張力を、張力付与のステアリングロール２０にかけ、
その結果、感光体のベルト１０にかけるようにプログラ
ムされる。ひずみ計１６０は、ヨーク１７０のハウジン
グ部分に配置され、感光体のベルト１０に加えられる張
力を測定する。ステッパモータ１５０は、コントローラ
２９によって作動され、感光体のベルト１０に作用する
張力を増加すべきかまたは減少すべきかによって、ヨー
ク１７０に張力をかけ、またはヨーク１７０に作用する
張力を緩和する。

【００１９】作動中、ステッパモータ１５０の作動によ
って、所定量の張力が感光体のベルト１０に加えられ
る。ステッパモータ１５０は、ヨーク１７０に作用する
圧力によって、感光体のベルト１０に張力を加える。ひ
ずみ計１６０は、感光体のベルト１０に作用する圧力を
測定し、コントローラ２９に信号を送り、ステッパモー
タ１５０を停止する。ひずみ計１６０によって測定され
る感光体のベルト１０に作用する圧力が低下する場合、
信号がコントローラ２９に送られ、その信号によって、
次に、ひずみ計１６０が所定の設定圧力に達するまで、
ステッパモータ１５０が作動される。

【００２０】センサ１８０は、駆動ロール１６の軸１８
１上に配置され、軸の回転をモニタリングする。感光体
のベルト１０が作動するとき、感光体のベルト１０は、
棒状支持体２３上においてベルト１０の抗力が変化を受
ける。棒状支持体２３上のベルト１０の抗力が過大にな
る場合、駆動ロール１６は、ベルトを駆動するため十分
な摩擦を有せず、機械障害が発生する。本発明による閉
ループテンショナーによれば、感光体のベルト１０の抗
力はセンサ１８０によってモニタリングされ、抗力が安
全限界を超える場合、センサ１８０からコントローラに
信号が送られ、次に、この信号によってステッパモータ
１５０が作動され、ベルトに作用する張力が僅かに増加
され、それによってプリンタを引き続き作動させること
を可能とするために十分な駆動摩擦が生成される。この
作用によって、駆動ロールのクリーニングを要求する機
能も開始され、その理由は、ベルト張力が増大されたレ
ベルに保持される場合、その張力によってベルト寿命が
短縮されるためである。

【００２１】図３は、ステアリングロールのヨーク１７
０に取り付けられるひずみ計１６０を示す図である。矢
印は、ベルト張力によってヨーク１７０に加えられる力
を示す。ひずみ計１６０によって測定されるひずみは、
感光体のベルト１０に作用する張力に比例する。ひずみ
計１６０からの情報は、コントローラ２９において所定
の設定点と比較され、次に、コントローラ２９はこの差
を用いて、ステアリングロール２０を外側に動かして張
力を増大させるか、または内側に動かして張力を減少さ
せる。ステアリングロール２０は、ゲート（図示してな
い）によりラックおよびピニオンを駆動する公知のステ
ッパモータによって位置決めされる。

【００２２】閉ループシステムの応答を、図４および図
５に示す。この場合、ステアリングロール２０は、感光
体のベルト１０と接触しない位置から始動される。コン
トローラ２９は、ステアリングロール２０がベルト１０
と接触するまで、ステッパモータ１５０によってステア
リングロール２０を外側に移動させ、次に、別の制御形
態に切り換え、張力を保持する。図５より分かるよう
に、ベルト１０は、数秒内に張力をかけることが可能で
あり、システムは非常に安定であり、ベルト張力は必要
とされる張力設定値に保持される。

【００２３】以上、作動中に、駆動ロール１６を支持す
る軸に取り付けられるセンサ１８０によって、感光体の
ベルト１０と駆動ロール１６間の摩擦の低下が検出され
た場合、駆動機能を改善するように感光体のベルト１０
を設定しモニタリングする閉ループベルト張力付与シス
テムが開示されたことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による、プリンタのベルト張力付与お
よび張力減少方式を示す略正面図である。

【図２】伸張され張力を加えられた使用位置にある感
光体のベルトを示す図である。

【図３】図２に示す感光体のベルトに取り付けられる
ヨークおよびひずみ計の拡大部分端面図である。

【図４】閉ループシステムの応答を示すグラフであ
る。

【図５】ベルト張力と時間の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ベルト、１２光導電性表面、１４剥ぎ取りロ
ール、１６駆動ロール、１７出力機構、２０ステ
アリングロール、２１遊びロール、２３棒状支持
体、２８ＲＩＳ（ラスタ入力スキャナ）、２９コン
トローラ、電子サブシステム（ＥＳＳ）、３０ラスタ
出力スキャナ（ＲＯＳ）、３８現像剤装置、４４ト
ナー粒子供給器、４６現像剤ハウジング、４８用
紙、５０給紙装置、５２給紙ロール、５４スタッ
ク、５６垂直移送機構、５７見当合わせ移送機構、
５８コロナ発生装置、６２，１１０ベルト移送機
構、７０定着機構組立部品、７２定着機構ローラ、７
４加圧ローラ、８２用紙反転器、８８ゲート、９
０ベルト支持モジュール、１００両面印刷経路、１
０２加速ニップ、１５０ステッパモータ、１６０
ひずみ計、１７０ヨーク、１８０センサ、１８１
軸、Ａ帯電器、Ｂ露光器、Ｃ現像器、Ｄ転写器、
Ｅクリーニング器、Ｆ定着器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） (72)発明者レーンサンチェスアメリカ合衆国ニューヨーク州ロチェスタークリントウッドドライブ 12エフ (72)発明者マイケルエフレオアメリカ合衆国ニューヨーク州ペンフィールドティンバーブルックレーン 206

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベルト張力付与装置であって、閉ループベルトと、その上に前記ベルトが取り付けられて回転するステアリ
ングロールと、前記ステアリングロールに作用するように結合され、前
記ステアリングロールの運動によって前記ベルトに張力
を加えるヨーク部材と、前記ヨーク部材に取り付けられるひずみ計と、前記ヨーク部材に結合され、前記ヨーク部材を動かして
前記ベルトに張力をかけ、または張力を減少させるステ
ッパモータと、前記ひずみ計から出力される信号に従って、前記ステッ
パモータを制御するコントローラと、を備えることを特
徴とするベルト張力付与装置。
【請求項２】請求項１に記載の張力付与装置におい
て、前記ベルトは、軸に取り付けられる駆動ロール、剥
ぎ取りロールおよびステアリングロールの上を回転する
ように搭載され、前記軸にはセンサが設けられ、前記コ
ントローラは、前記駆動ロールの外面と前記ベルト間の
摩擦の減少を示す前記センサからの信号に応じて前記ス
テッパモータを作動させ、前記ベルトに作用する張力を
増加させることを特徴とする張力付与装置。
【請求項３】請求項１に記載の張力付与装置におい
て、前記ベルトは感光体であることを特徴とする張力付
与装置。