JP2005154150A - 空気拡散バキューム搬送ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく、画像担持基体を搬送することができる空気拡散バキューム搬送ベルトの提供。
【解決手段】一次有孔層と二次無孔層を含む空気拡散バキューム搬送ベルトは、一次有孔層は、上面と、底面と、中実領域と、中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む。空気拡散バキューム搬送ベルトは、また、一次有孔層の上面の上に形成され、中実領域と穿孔穴領域を覆う二次無孔層を含む。二次無孔層は、一次有孔層の上面の上に位置する内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを含む。このような二次無孔層は、その外側表面から一次有孔層の穿孔穴領域に加圧空気流を拡散させる通気性を備えるため、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする。
【選択図】図２

Description

本開示は、複写シート搬送システム（copy sheet transport systems）に関し、特に、画像複写装置（image reproducing machine）において、ベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく、複写基体（copy substrates）を搬送する空気拡散バキューム搬送ベルト（air diffusing vacuum transport belt）に関する。

画像複写装置において、１つの処理ステーションから別のステーションにシートを搬送することは一般的で、たとえば、電子写真装置では、感光体の画像転写ステーションから定着器にシートが搬送される。このようなシートの搬送では、通常、従来の複数ベルト式バキュームベルト搬送システムを利用する。実質的なバキュームプレッシャは、各バキュームベルトのバキュームプレナム貫通穴（vacuum plenum through holes）から搬送中の画像担持基体に集中的に印加される。このような実質的なバキュームプレッシャは、一般に、各基体または各シートを適切に制御するという点では望ましいものである。

高品質での色の定着は、定着器への進入前のシート内の温度の不均一性に対して非常に敏感である。従来の弾性ベルトによるバキューム搬送は、用紙接触面における華氏２０度というわずかな温度差でも、定着されたプリントに目に見える光沢差を生成する。低温転写領域（ベルト穴およびベルト端近傍領域）では、シートが熱エネルギを受けないために光沢出力が低下する。一方、高温転写領域（ベルト表面とベルトの間の金属面）では、シートがそこで熱エネルギを受けること、および、その領域は基本的に予熱されていることから、光沢出力が高い。その結果、ベルトと穴の構成が、異なる光沢模様としてプリント上に顕著に現れることになる。定着器予加熱（fuser pre-heat）を行うシステムでは温度差が大きくなるため、前述の問題は更に悪化する。また、加熱されたシートについては、どちらの方向にも熱移動が発生する可能性があり、位置および温度差によって、シートが搬送機構にエネルギを与えたり、搬送機構からエネルギを奪ったりする。

電子写真装置の感光体と定着器の間で複写シートを搬送するのに用いられる一般的な複写シートバキューム搬送アセンブリは、たとえば、特許文献１に開示されている。この複写シートバキューム搬送アセンブリは、バキュームプレナムの廻りに掛けられた複数のベルトを含み、このバキュームプレナムが、搬送される各シートを従来の複数のバキューム搬送ベルトに吸着し、プレナムからの吸着保持力が効果を失うまで各シートを前方に駆動する。このような従来型のバキューム搬送ベルトを用いると、可視または知覚可能な光沢差や欠陥が、シートまたは基体上の画像に残ることが判っている。この欠陥の主な原因の１つは、シートまたは基体の背面に生じる不均一な温度変化であるが、この温度変化は、従来のバキューム搬送ベルトの中実領域（solid areas）および穴領域（hole areas）の熱伝達の違いによって生じる。その結果、バキュームベルトの穴のパターンが光沢のある画像に欠陥として顕現することになる。

米国特許第５，５４８，３８８号明細書

本開示によれば、一次有孔層と二次無孔層とを含み、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送する空気拡散バキューム搬送ベルトが提供される。前記一次有孔層は、上面と、底面と、中実領域と、中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む。空気拡散バキューム搬送ベルトは、また、一次有孔層の上面の上に形成され、中実領域と穿孔穴領域を覆う二次無孔層を含む。この二次無孔層は、一次有孔層の上面の上に位置する内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを有する。このような二次無孔層は、その外側表面から一次有孔層の穿孔穴領域へと加圧空気流を拡散する通気性を備えるため、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする。

前述した特性および他の利点は、すべて、後述する特定の装置とその動作の一例から明らかになるであろう。本発明は、この特定装置の実施例についての後述の説明と図面（概略の縮尺による図）を参照することによってより適切に理解されるであろう。

本発明について、好ましい実施形態に関連付けて説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、各種の改造物、修正物、同等物はすべて、添付の請求項に規定された本発明の精神および範囲にもとることなく包含されるものである。

図１を参照して説明する。図１には、たとえば、既に周知の薄肉連続光導電画像形成ベルト１１を用いる単一経路の多色電子写真印刷装置１０が示されている。動作については、ベルト支持体に装着されたベルト１１が、該ベルト支持体と、一連のローラまたはバー１３を含む駆動アセンブリまたはベルトモジュール１５によって駆動される。単一経路の多色電子写真印刷装置１０の動作において、光導電ベルト１１は、矢印１２の方向に進み、印刷装置１０内の該ベルトの移動経路の廻りに配設された各種の電子写真ステーションの下へと、該ベルトの外側表面の連続した部分を順次移動する。ベルト１１は、まず、コロナジェネレータ２６などの帯電装置を含む帯電ステーション１６を通り、そこで、コロナジェネレータ２６が、光導電ベルト１１の外側表面を実質的に均一で比較的高い電位に帯電させる。

光導電ベルト１１の外部表面の一部が帯電した後、その帯電部位は、ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）２８などの露光装置を含む露光ステーションに進む。ＲＯＳ２８は、光導電ベルト１１の外部表面の帯電部位に画像を照射し、そこに最初の静電潜像を記録する。別の方法として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用してもよい。

この最初の静電潜像は、現像ステーションで、現像部３０によって現像される。現像部３０は、前記最初の静電潜像の上に、設定された第１の色の帯電トナー粒子を付着させる。このように、光導電ベルト１１の外部表面にトナー画像が現像された後、ベルト１１は、矢印１２の方向に進行を続け、再帯電ステーション１８まで進む。

再帯電ステーション１８は、再帯電装置および露光装置を含む。再帯電装置は、たとえば、実質的に均一で比較的高い電位に光導電ベルト１１の外部表面を再帯電させるコロナジェネレータ３２である。露光装置は、たとえば、光導電ベルト１１の外部表面の帯電部位に画像を選択的に照射して、そこに２番目の静電潜像を記録するＲＯＳ３４である。この２番目の静電潜像は、たとえば、２色目のトナー粒子で現像される領域に対応する。２番目の静電潜像は、この後、次の現像部３６に進む。

現像部３６は、静電潜像に２色目のトナー、たとえば、マゼンタ色トナー粒子を付着させる。このようにして、マゼンタ色のトナー粉体画像が、光導電ベルト１１の外部表面に形成される。マゼンタ色のトナー粉体画像が光導電ベルト１１の外部表面に現像された後、光導電ベルト１１は引き続き矢印１２の方向に進み、画像記録ステーション２０に至る。

画像記録ステーション２０は、帯電装置と露光装置を含む。帯電装置は、実質的に均一で比較的高い電位に光導電面を再帯電させるコロナジェネレータ３８を含む。露光装置は、ＲＯＳ４０を含む。ＲＯＳ４０は、光導電ベルト１１の外部表面の帯電部位に照光して、その上の電荷を選択的に消し、黄色のトナー粒子で現像される領域に対応した３番目の静電潜像を記録する。この３番目の静電潜像は、この後、次の現像部４２に進む。

現像部４２は、光導電ベルト１１の外部表面に黄色のトナー粒子を付着させて、黄色のトナー粉体画像を形成する。黄色のトナーを用いて３番目の静電潜像が現像された後、ベルト１１は、矢印１２の方向に進んで次の画像記録ステーション２２に移動する。

画像記録ステーション２２は、帯電装置と露光装置を含む。帯電装置は、実質的に均一で比較的高い電位に光導電ベルト１１の外部表面を帯電させるコロナジェネレータ４４を含む。露光装置は、ＲＯＳ４６を含む。ＲＯＳ４６は、光導電ベルト１１の外部表面の帯電部位に照光して、シアン色のトナー粒子での現像のための４番目の静電潜像を記録する。光導電ベルト１１の外部表面に４番目の静電潜像が記録された後、光導電ベルト１１は、この静電潜像をシアン現像部４８に進める。

シアン現像部４８は、４番目の静電潜像にシアン色のトナー粒子を付着させる。このトナー粒子は、前回形成された黄色の粉体画像と部分的に重畳して描画されてもよい。光導電ベルト１１の外部表面にシアン色のトナー粉体画像が形成された後、光導電ベルト１１は、次の画像記録ステーション２４に進む。

画像記録ステーション２４は、帯電装置と露光装置を含む。帯電装置は、実質的に均一で比較的高い電位に光導電ベルト１１の外部表面を帯電させるコロナジェネレータ５０を含む。露光装置は、ＲＯＳ５２を含む。ＲＯＳ５２は、光導電ベルト１１の外部表面の帯電部位に照光し、光導電ベルト１１の外部表面のうち、黒色のトナー粒子で現像される帯電部位を選択的に除電する。黒色のトナー粒子で現像される５つ目の静電潜像は、黒色現像部５４に進む。

黒色現像部５４では、黒色のトナー粒子が光導電ベルト１１の外部表面に堆積される。この黒色トナー粒子は、黒色のトナー粉体画像を形成するが、この黒色トナー粉体画像は、前回形成された黄色およびマゼンタ色のトナー粉体画像と部分的または全体的に重畳して描画されてもよい。このようにして、光導電ベルト１１の外部表面に多色のトナー粉体画像が形成される。この後、光導電ベルト１１は、図面に符号５６で示される転写ステーションへと多色のトナー粉体画像を進める。

転写ステーション５６において、受像媒体、すなわち、用紙が、給紙機構によってスタックから送り出され、転写ステーション５６へと案内される。転写ステーション５６では、コロナ生成装置６０が用紙の裏面にイオンを吹き付ける。これにより、現像された多色のトナー画像は、光導電ベルト１１の外部表面から用紙シートに引き寄せられる。剥離軸ローラ６６が、光導電ベルト１１の内部表面と接触して、十分に鋭角の曲げを提供し、用紙を前進させるはり強度（beam strength）が光導電ベルト１１から無くなる。

紙の画像担持シートは、次に、本発明のバキューム搬送アセンブリ１５０（詳細は後述）によって定着ステーション６４まで矢印６２の方向に搬送される。

定着ステーション６４は、加熱された定着ローラ７０とバックアップローラ６８を含む。バックアップローラ６８は、定着ローラ７０と噛み合うように弾性力で付勢され、用紙シートが通過するニップを形成する。定着動作において、トナー粒子は、互いに一体化してシート上に画像構成として固着し、多色の画像を形成する。定着後、完成されたシートが仕上げステーションに排出され、そこで、他のシートと共に纏められ複数のセットに形成される。この各セットは、互いに結束されてもよい。この各セットは、次に、集積トレイまで送られ、そこで、印刷装置オペレータによって取り出される。

ここでは、多色の現像画像について用紙に転写される状態が開示されているが、この画像は、中間メンバ、たとえば、ベルトまたはドラムなどに転写され、その後で、用紙上に転写および固定されてもよいことは、当業者であれば理解されるであろう。また、ここでは、トナー粉体画像およびトナー粒子が開示されているが、液体キャリア内にトナー粒子を包含する液体現像材料も利用できることは、当業者であれば理解されるであろう。

多色のトナー粉体画像が用紙シートに転写された後は、必ず、残留トナー粒子が、光導電ベルト１１の外部表面に付着したまま残る。光導電ベルト１１は、クリーニングステーション７２でのクリーニング動作を隔離する分離ローラ７８を超えて移動する。クリーニングステーション７２では、残留トナー粒子が、光導電ベルト１１から除去される。ベルト１１は、次に、局部ブレード８０の下を通り、そこで更にトナー粒子が除去される。

次に図１〜３を参照して説明する。図には、本発明の空気拡散バキューム搬送ベルト２００を含む空気拡散バキューム搬送アセンブリ１５０が詳細に示されている。図２に示すように、空気拡散バキューム搬送アセンブリ１５０は、ローラアセンブリ１５２，１５４の廻りに掛けられた空気拡散バキューム搬送ベルト２０２，２０３，２０４，２０５一式を含む。図２は、複数の幅狭ベルト２０２，２０３，２０４，２０５を用いる実施形態を示しているが、同様の効果を有する別の実施形態（図示せず）では、幅の広い全幅空気拡散バキューム搬送ベルト２００を単独で利用することもできる。矢印１５６の方向の回転を行うためにローラアセンブリ１５２が設けられ、入口端１５７から出口端１５８まで定着ステーション６４の方向にシートを駆動する。バキュームプレナムアセンブリ１６０は、空気拡散バキューム搬送ベルト２０２，２０３，２０４，２０５のループ内部に配置され、転写ステーション５６で画像を受け取った複写シートの画像が形成されていない側、すなわち裏側にバキュームプレッシャを印加する。バキュームプレナムアセンブリ１６０が動作することで、各複写シートの裏側は、定着器へと搬送されている間、空気拡散バキューム搬送ベルト２０２，２０３，２０４，２０５の外側表面２２４に貼り付いている。

図示するように、平坦な空気拡散バキューム搬送ベルト２０２，２０３，２０４，２０５は、それぞれ、定着器６４に向かう方向６２において、バキュームプレナムアセンブリ１６０の上部板１６２に沿って移動する。上部板１６２の開口部または溝（図示せず）は、その上を移動する空気拡散ベルト２０２，２０３，２０４，２０５の移動方向における開口領域が一定になるように設けられることが好ましい。これにより、シートまたは用紙がバキュームプレナム１６０上を移動する時に、開口領域からシートまたは用紙に印加される熱のシグナチャ（signature）が変化しないことが保証される。言い換えると、たとえば、シートが前部端から後部端へと細断されていったとしても、各断片は、バキューム搬送アセンブリ１５０をその入口から出口まで移動する間、同一の平均温度条件に曝されることになる。更に、バキューム搬送アセンブリ１５０は、ベルト２０２，２０３，２０４，２０５を確実に追随させる追随ローラ（図示せず）を含んでもよく、また、たとえば、遠心送風機（図示せず）を設けて、ベルト表面の下方のプレナムチャンバ１６４を排気してもよい。

任意の構成として、このアセンブリの一実施形態は、バキューム搬送アセンブリ１５０の出口端１５８に、流体が充填されて封止されたヒートパイプ１７０を含むことができる。このようなヒートパイプ１７０は、ベルトから熱を除去し、その熱を冷却フィン１７２を介して運び去ることでベルト２０２，２０３，２０４，２０５の最大温度を制限するために設けられる。図示のような冷却フィン１７２は、ヒートパイプ１７０の後端に配置される。この領域の空気流が、熱をダクトシステム（図示せず）へと運ぶ。

特に図２と図３を参照すると、空気拡散バキューム搬送ベルト２０２，２０３，２０４，２０５は、それぞれ、バキュームプレナムアセンブリ１６０上に設けられる一次有孔層（first perforated layer）２１０を含む。一次有孔層２１０は、上面と、底面と、中実領域（solid areas）２１４と、中実領域に散在し、加圧空気流を上面から底面に通す穿孔穴領域（perforated hole areas）２１６と、を含む。各空気拡散バキューム搬送ベルトは、また、一次有孔層２１０の上面の上方に形成され、中実領域２１４と穿孔穴領域２１６を覆う二次無孔層（second-non perforated layer）２２０を含む。二次無孔層２２０は、バキュームベルトによって画像欠陥を引き起こすことなく、このようなプレナムアセンブリ１６０を通って画像担持基体を搬送するのに適する。二次無孔層２２０は、一次有孔層２１０の上面の上に配置される内側表面２２２と、基体を均一に支持する外側表面２２４と、を有する。図３に示すように、二次無孔層２２０は、一次有孔層２１０の上面上に重ねて設けられてよい。このような二次無孔層２２０は、たとえば、密度が一次有孔層２１０より極めて低くなるように選択された材料で形成される。二次無孔層２２０に選択された材料は、一次有孔層２１０と比べて熱伝導性が劣っていてもよい。また、このような二次無孔層２２０は、通気性を備えており、その外側表面から一次有孔層２１０の穿孔穴領域２１６へと加圧空気流を拡散させる。この結果、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする。

したがって、空気拡散バキューム搬送ベルトは、それぞれ、最大２６０℃の温度まで耐えられる１片の織物から成る低密度の非導電材料で構成できる。この織物、すなわち外側表面２２４は、その内部の隙間２２６により均一な空気流を可能にする。この隙間２２６は、光沢差を防げる程度に十分に細かいものであるが、シートの制御を維持できる十分な大きさと数に構成される。したがって、二次無孔層２２０の外側表面２２４は滑らかで、画像担持基体の裏面に対する均一な支持面を提供する。

また、上側すなわち第２の層２２０の外側表面２２４は、織物層として、媒体または画像担持シートに対して拡散的または分散的に空気流を与えるため、該空気流が、ベルト表面に大幅な温度変化を形成することはない。複数のベルト２０２，２０３，２０４，２０５を用いる実施形態において、上側すなわち第２の層は、その厚さによって、有孔層２１０の穴領域２１６の上部から媒体を更に持ち上げるため、金属面上のベルト間に顕現する通常の温度変動への暴露も軽減する。単一の全幅ベルト２００は、下部搬送面に対して搬送物がむき出しになることを防げる。本発明のこれらの利点が重要であるのは、商用のデジタルカラー印刷において、光沢差の問題は、常に、顧客が受け容れられない画像アーティファクト（image artifact）として顕現するためである。

前述の説明から明らかなように、一次有孔層と二次無孔層を含み、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく、画像担持基体を搬送する空気拡散バキューム搬送ベルトが提供される。一次有孔層は、上面と、底面と、中実領域と、中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む。また、空気拡散バキューム搬送ベルトは、一次有孔層の上面の上に形成され、前記中実領域と穿孔穴領域とを覆う二次無孔層を含む。二次無孔層は、一次有孔層の上面上に位置する内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを有する。このような二次無孔層は、その外側表面から一次有孔層の前記穿孔穴領域に加圧空気流を拡散する通気性を備えるため、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする。

本発明の空気拡散バキューム搬送アセンブリを組み込んだ印刷機を模式的に表した立面図である。 複数の空気拡散バキューム搬送ベルトを表した図１に示す空気拡散バキューム搬送ベルトの等角図である。 本発明に係る空気拡散バキューム搬送ベルトの断面図である。

符号の説明

１０ 電子写真印刷装置、１１ 画像形成ベルト、１３ ローラまたはバー、１６ 帯電ステーション、１８ 再帯電ステーション、２０，２２ 画像記録ステーション、２６ コロナジェネレータ、２８ ラスタ出力スキャナ、３０，３６，４２，４８，５４ 現像部、５８ スタック、６４ 定着ステーション、６６ 剥離軸ローラ、６８ バックアップローラ、７０ 加熱定着ローラ、７２ クリーニングステーション、７８ 分離ローラ、８０ ブレード、 １５０ バキューム搬送アセンブリ、 １５２，１５４ ローラアセンブリ、１５７ 入口端、１５８ 出口端、１６０ バキュームプレナムアセンブリ、１６２ 上部板、１６４ プレナムチャンバ、１７０ ヒートパイプ、１７２ 冷却フィン、２００，２０２，２０３，２０４，２０５ 空気拡散バキューム搬送ベルト、２１０ 一次有孔層、２１４ 中実領域、２１６ 穿孔穴領域、２２０ 二次無孔層、２２２ 内側表面、２２４ 外側表面、２２６ 隙間。

Claims (3)

1. バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送する空気拡散バキューム搬送ベルトであって、
   （イ）バキュームプレナム上に設けられ、上面と、底面と、中実領域と、該中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む一次有孔層と、
   （ロ）前記一次有孔層の前記上面の上に形成され、前記中実領域と前記穿孔穴領域とを覆う二次無孔層であって、前記一次有孔層の前記上面の上に配置される内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを含み、該二次無孔層の前記外側表面から前記一次有孔層の前記穿孔穴領域に加圧空気流を拡散する通気性を有し、その結果、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする二次無孔層と、
   を含む空気拡散バキューム搬送ベルト。
2. 空気拡散バキューム搬送アセンブリであって、
   （イ）バキュームチャンバを含むバキュームプレナムアセンブリを画定するフレームと、
   （ロ）前記バキュームプレナムアセンブリの廻りの可動連続ベルトを支持する支持手段と、
   （ハ）前記フレームの廻りに配設され、前記フレームの上で基体を支持および搬送する空気拡散バキューム搬送ベルトであって、
   （ｉ）バキュームプレナム上に設けられ、上面と、底面と、中実領域と、該中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む一次有孔層と、
   （ｉｉ）前記一次有孔層の前記上面の上に形成され、前記中実領域と前記穿孔穴領域とを覆う二次無孔層であって、前記一次有孔層の前記上面の上に配置される内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを含み、該二次無孔層の前記外側表面から前記一次有孔層の前記穿孔穴領域に加圧空気流を拡散する通気性を有し、その結果、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする二次無孔層と、を含む空気拡散バキューム搬送ベルトと、
   を含む空気拡散バキューム搬送アセンブリ。
3. 画像形成装置であって、
   （イ）装置フレームと、
   （ロ）前記装置フレームを通って受像基体を供給して移動させる基体供給操作手段と、
   （ハ）前記受像基体に画像を形成するマーキング材料を含む画像形成手段と、
   （ニ）基体を支持して搬送する空気拡散バキューム搬送ベルトを含み、前記装置フレーム内で前記受像基体を搬送する空気拡散バキューム搬送アセンブリであって、該空気拡散バキューム搬送ベルトが、
   （ｉ）バキュームプレナム上に設けられ、上面と、底面と、中実領域と、該中実領域に散在し、上面から底面に加圧空気流を通す穿孔穴領域と、を含む一次有孔層と、
   （ｉｉ）前記一次有孔層の前記上面の上に形成され、前記中実領域と前記穿孔穴領域とを覆う二次無孔層であって、前記一次有孔層の前記上面の上に配置される内側表面と、基体を均一に支持する外側表面とを含み、該二次無孔層の前記外側表面から前記一次有孔層の前記穿孔穴領域に加圧空気流を拡散する通気性を有し、その結果、バキュームベルトによる画像欠陥を引き起こすことなく画像担持基体を搬送することを可能にする二次無孔層と、を含む空気拡散バキューム搬送アセンブリと、
   を備える画像形成装置。
   
   

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