JP2005134805A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 転写ベルトを張架し周回移動させるために配設される各ロールの軸間距離が短い状況下で、上記各ロールを配設する際のアライメントを拡大する技術を提供すること。
【解決手段】 無端ベルト状に形成された転写ベルトであって、電子写真方式により形成されたトナー像を記録材に転写する為の転写ベルトと、上記転写ベルトを張架し周回移動させるための複数のローラとを備えた画像形成装置において、上記複数のロールのうち、上記転写ベルトの周回移動に追従して回転する従動ロールを、その回転軸方向に中央部から端部に向かうにしたがって直径が大きくなるように形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、トナー像が転写される転写ベルトのウォークを抑制する技術に関する。

電子写真方式の画像形成装置においては、例えば感光体ドラムなどの像担持体に形成されたトナー像が転写ベルトによって印刷用紙やＯＨＰ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートなどの記録材へ転写されるようになっている。図７は、従来の画像形成装置の転写部周辺の構成例を示す図である。図７に示されているように、この画像形成装置は、電子写真方式により形成されたトナー像を担持する像担持体１０と、この像担持体１０により担持されているトナー像を記録材へ転写する為の転写ベルト２０とを有している。転写ベルト２０は、弾性材料により形成された無端ベルトであり、駆動ロール３０と従動ロール４０とにより像担持体１０に接するように張架されている。駆動ロール３０は、図示せぬ回転駆動機構によって図中矢印Ａで示す方向に回転し、転写ベルト２０を図中矢印Ｂで示す方向へ周回移動させるためのものである。また、従動ロール４０は、転写ベルト２０の周回移動に追従して図中矢印Ａで示す方向へ回転するようになっている。図７に示す画像形成装置においては、像担持体１０上のトナー像が、図示せぬ搬送機構によって搬送されてくる記録材に転写ベルト２０によって転写されるようになっている。

上述したように、転写ベルト２０は、駆動ロール３０と従動ロール４０とによって張架され、周回移動させられるものである。このため、従動ロール４０の回転軸が駆動ロール３０の回転軸に対して平行になっていないと、従動ロール４０の外周面から転写ベルト２０へ加わる摩擦力が均一にならず、転写ベルト２０が蛇行（以下、「ウォーク」）してしまう虞がある。このようなウォークが発生してしまうと、転写ベルト２０にしわが生じ故障の原因になったり、像担持体１０から一次転写されるトナー像の画質が劣化したりするため好ましくない。一般に、駆動ロール３０の回転軸に対する従動ロール４０の回転軸の平行からのズレが大きくなるほど、上記ウォークの幅は大きくなるので、両者の回転軸は厳密に平行になっていることが好ましい。しかしながら、画像形成装置の製造工程で、従動ロール４０の回転軸が駆動ロール３０の回転軸と厳密に平行になるように配設することは困難である。つまり、現実には、ウォークの幅が所定の許容値よりも小さくなるような精度（以下、「アライメント」）でしか駆動ロール３０と従動ロール４０とを配設できない。このため、係るアライメントの範囲内でしか駆動ロール３０と従動ロール４０とを配設できないことを前提に、ウォークの発生を抑制する技術が従来より提案されている（例えば、特許文献１や２に開示された技術）。

特許文献１には、従動ロール４０の外周面にＰＦＡテトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂を塗布し、転写ベルト２０の内周面との摩擦を小さくすることにより、ウォークの発生を抑制する技術が開示されている。また、特許文献２には、従動ロール４０をその回転軸方向に複数の分割ロールに分割し、各分割ロールが独立して回転可能なようにするとともに、各分割ロール毎に異なる回転負荷を与える回転負荷可変手段を設けることによって、ウォークの発生を抑制する技術が開示されている。
特開２００２−２３５７３３号公報 特開平８−５４７９０号公報

ところで、近年、画像形成装置などの事務機器を小型化しオフィス空間を効率的に使用したいといったニーズがある。このようなニーズに応え画像形成装置を小型化するためには、転写ベルト２０の小径化、すなわち、駆動ロール３０と従動ロール４０との軸間距離を短くすることが必要である。これに対して、本願発明者は、駆動ロール３０と従動ロール４０との軸間距離を短くすると、上述したアライメントが縮小してしまうことを実験により確認した。このようにアライメントを縮小してしまうと、画像形成装置の製造工程における作業負荷や製造コストを引き上げてしまうことになりかねず好ましくない。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、転写ベルトを張架している各ロールの軸間距離が短い状況下で、上記各ロールを配設する際のアライメントを拡大する技術を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、無端ベルト状に形成された転写ベルトであって、電子写真方式により形成されたトナー像を記録材に転写する為の転写ベルトと、回転駆動機構によって回転駆動される駆動ロールと、前記駆動ロールとともに前記転写ベルトを張架し該転写ベルトを周回移動させるための従動ロールであって、その回転軸方向に中央部から端部に向かうにしたがって直径が大きくなるように形成された従動ロールとを有する画像形成装置を提供する。

このような画像形成装置によれば、上記転写ベルトがその幅方向に中央部から端部へ向けて移動しようとしたときに、それを妨げるような力が上記従動ロールの外周面から上記転写ベルトへ加わる。

また、上記課題を解決するために、本発明は、無端ベルト状に形成された転写ベルトであって、電子写真方式により形成されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、回転駆動機構によって回転駆動される駆動ロールと、前記駆動ロールとともに前記転写ベルトを張架し該転写ベルトを周回移動させるための従動ロールであって、その回転軸方向に少なくとも７つに分割され互いに独立に回転する分割ロールからなる従動ロールとを有する画像形成装置を提供する。

このような画像形成装置によれば、上記各分割ロールは、互いに独立に回転するため、上記各分割ロールは、その外周面と上記転写ベルトとの間の摩擦力に応じた回転速度で回転する。

本発明によれば、転写ベルトを張架している各ロールの軸間距離が短い場合であっても、転写ベルトを張架する各ローラを配設する際のアライメントが拡大するといった効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。
［Ａ：第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。図１に示す画像形成装置が図７に示す画像形成装置と異なっている点は、従動ロール４０に替えて従動ロール１００を有している点である。図２に示されているように、この従動ロール１００は、その回転軸方向に中央部から両端部に向かうにしたがってその直径が大きくなるフレア形状に形成されている。なお、本実施形態においては、従動ロール１００の中央部の直径は１４．５ｍｍであり、両端部の直径は１６ｍｍである。そして、回転軸方向の長さは３３２ｍｍである。なお、本実施形態では、転写ベルト２０が１つの駆動ロール３０と１つの従動ロール１００とによって張架されている場合について説明するが、従動ロールの個数は１に限定されるものではなく、複数であっても勿論良い。

このような構成としたため、本実施形態に係る画像形成装置においては、転写ベルト２０がその横幅方向に移動しようとした場合に、それを妨げる力が従動ロール１００の外周面から転写ベルト２０へ加わる。これにより、図１に示す画像形成装置においては、ウォークの発生が抑止される。以下、本実施形態に係る画像形成装置の奏する効果について具体的に実験データを参照しつつ説明する。

図３は、円筒状の従動ロールを用いた場合と、上述したフレア形状の従動ロールを用いた場合と、上述したフレア形状とは逆に回転軸方向に中央部から両端部に向かって直系が小さくなる形状（以下、クラウン形状）の従動ロールを用いた場合とで、転写ベルト２０を周回移動させている状況下で、その周回移動方向に垂直な方向への移動幅が所定の大きさ〈本実験では、５ｍｍ〉以上になるアライメントをプロットした図である。図３に示されているように、円筒状の従動ロールを用いた場合と、クラウン形状の従動ロールを用いた場合とでは、アライメントは略同じ値になっている。これに対して、フレア形状の従動ロールを用いた場合には、アライメントが略３倍に拡大していることが判る。このように、本実施形態によれば。駆動ロール３０と従動ロール１００とを配設する際のアライメントを拡大させることが可能になるといった効果を奏する。

［Ｂ：第２実施形態］
次いで、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。本第２実施形態に係る画像形成装置が、上記第１実施形態に係る画像形成装置と異なっている点は、上述したフレア形状の従動ロール１００に替えて、図４に示す従動ロール１１０を有している点である。なお、本実施形態では、転写ベルト２０が１つの駆動ロール３０と１つの従動ロール１１０とによって張架されている場合について説明するが、従動ロールの個数は１に限定されるものではなく、複数であっても勿論良い。図４に示されているように、この従動ロール１１０は、回転軸１１１を共有し互いに独立に回転する７つの分割ロール１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆおよび１１２ｇで構成されている点である。なお、以下では、これら分割ロールの各々を区別する必要がない場合には、単に「分割ロール１１２」と標記する。

このような構成としたため、本実施形態に係る画像形成装置においては、上記分割ロール１１２の各々は、その外周面と上記転写ベルト２０との間の摩擦力に応じた回転速度で互いに独立に回転する。このため、上記分割ロール１１２毎に転写ベルト２０との間の摩擦力が異なる場合であっても、ウォークが発生することはない。なお、本実施形態では、分割ロール１１２の個数が７である場合について説明したが、係る個数は７以上であれば何れであっても良い。その理由は以下の通りである。

上述したように、複数の分割ロールで従動ロールを構成することにより、その従動ロールと駆動ロールとによって張架されている転写ベルトのウォークが抑制されることは従来より知られている（上記特許文献２参照）。しかしながら、分割ロールの数としてどのような値が好適であるかについては、明らかでなかった。本願発明者は、この点に着目し、最も好適な分割ロールの個数を求める実験を行い、その結果、分割ロールの個数が７以上である場合に、顕著な効果を奏することを突き止めた（図５参照）。図５に示されているように、分割ロールの個数は７個以上であればその分割数に比例してアライメントが拡大するので、上記分割ロールの個数は７個以上であれば何れであっても良い。

［Ｃ：変形例］
以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明特定事項により定まる範囲内で、上述した実施形態を変形して得られる任意の形態でも実施可能である。以下に各種の変形例を示す。

上述した第１および第２実施形態に係る従動ロールの外周面に、例えばＰＦＡやＰＴＦＥなどのフッ素系樹脂を塗布するなど、転写ベルトの内周面との摩擦が小さくなるような加工を施して更にウォークが発生しにくくすることも可能である。図６は、上述した第１実施形態に係るフレア形状の従動ロールの外周面にフッ素系樹脂を塗布する加工を施した場合と、係る加工を施さなかった場合との各々について、転写ベルトのウォーク幅が５ｍｍを超えるようになるアライメントをプロットした図である。図６に示されているように、上記加工を施すことによって、駆動ロール３０と従動ロール４０とを配設する際のアライメントが略２．５倍に拡大することが判る。

また、上記従動ロールの外周面に、例えばブラスト処理などその外周面に微細な凹凸を設ける加工を施した後に、上記フッ素樹脂を塗布するとしても良い。このような加工を施すことにより、従動ロールと転写ベルトとの設置面積が小さくなり、高温多湿な環境下であっても、湿気により転写ベルトが従動ロールに貼り付いてしまうことが抑制され、ウォークやしわの発生を回避することが可能になるといった効果を奏する。

更に、上記フッ素系樹脂として導電性を有する素材を用い、従動ロールを接地しておくことにより、転写ベルトの帯電を抑制することが可能になる。これにより、転写ベルトの帯電に起因するトナー像の画質の劣化を回避することが可能になるといった効果を奏する。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図である。 同画像形成装置の有する従動ロール１００の外観を示す図である。 同画像形成装置と従来の画像形成装置とにおける実験データの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の有する従動ロール１１０の外観を示す図である。 同画像形成装置と従来の画像形成装置とにおける実験データの一例を示す図である。 変形例１に係る従動ロールを有する画像形成装置における実験データの一例を示す図である。 従来の画像形成装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１０…像担持体、２０…転写ベルト、３０…駆動ロール、４０、１００、１１０…従動ロール、１１１…回転軸、１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、１１２ｅ、１１２ｆ、１１２ｇ…分割ロール。

Claims (5)

1. 無端ベルト状に形成された転写ベルトであって、電子写真方式により形成されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、
   回転駆動機構によって回転駆動される駆動ロールと、
   前記駆動ロールとともに前記転写ベルトを張架し該転写ベルトを周回移動させるための従動ロールであって、その回転軸方向に中央部から端部に向かうにしたがって直径が大きくなるように形成された従動ロールと
   を有する画像形成装置。
2. 前記従動ロールの外周面には、フッ素系樹脂が塗布されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記従動ロールの外周面には、前記転写ベルトの内周面との接触面積が小さくなるような加工が施された後に、フッ素系樹脂が塗布されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記フッ素系樹脂は導電性を有しており、該フッ素系樹脂が塗布されている従動ロールは接地されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
5. 無端ベルト状に形成された転写ベルトであって、電子写真方式により形成されたトナー像を記録材に転写するための転写ベルトと、
   回転駆動機構によって回転駆動される駆動ロールと、
   前記駆動ロールとともに前記転写ベルトを張架し該転写ベルトを周回移動させるための従動ロールであって、その回転軸方向に少なくとも７つに分割され互いに独立に回転する分割ロールからなる従動ロールと
   を有する画像形成装置。
   

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