JP2006065056A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
トナー像などの画像や用紙を表面に保持して搬送する無端ベルトを有した画像形成装置であって、長期の使用によって画像無端ベルト状の側部における磨耗などの劣化を防いだ構成とする。
【解決手段】
無端ベルトを張架する複数本のローラのうち、少なくとも１つのローラに無端ベルトの移動方向と直交する方向への片寄りを規制する規制部材を設け、前記規制部材は前記無端ベルト側に行くほど半径が小さくなり、かつローラ軸と平行な断面の形状がほぼ円弧の形状となることを特徴とする画像形成装置とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、静電複写機、プリンタ等のトナーを用いて画像を顕像化させる静電転写方式を利用した画像形成装置に関するものである。

画像形成装置の中でも複数色のトナーを用いたカラーレーザビームプリンタは、高画質化がすすみ、数多く市場に出されている。多くのカラーレーザビームプリンタは、ドラム状の像担持体に現像された各色のトナー像をベルト状の中間転写体に重ねて転写し、最終的に用紙へ印刷する方式が用いられている。この時、ベルト状の中間転写体の不安定な動き、例えば移動方向と直交する方向への蛇行や移動速度のムラが生じると、色毎にトナー像がずれてしまい、高品質の印刷物を提供することができなくなる。そのため、ベルト側部が接触する支持ローラの箇所に壁のような突起部（寄り止め部と記載されている）を設けてベルトの寄りを防いだ画像形成装置が提供されている（例えば特許文献１）。また、ベルトの両端に凸部（補強部材と記載されている）を設けてベルトの動きを規制する手段が提供されている（例えば特許文献２）。

特開２００１−１８３９１１号公報

特開２００４−３７５９３号公報

しかしながら、寄り止め部を設けてベルトの蛇行を防いだ画像形成装置では、ベルトが一方向へ寄り続けた際に寄り止め部とベルト側部の接触によって発生するベルトの磨耗、ベルト側部が寄り止め部と接触した際にベルトが負荷に耐えられずにたわみ、寄り止め部を乗り越え、等の不具合が発生する。更にベルト側部の表・裏面に補強部材を接合すればある程度防ぐことは可能だが、部品点数および作業工程の手間を考慮すると原価高となりかねない。

本発明は上記の課題を解決し、良好な画像が得られる画像形成装置を提供することを目的とする。

無端ベルト状の像担持体に静電吸着したトナー像を無端ベルト状の転写体へ転移させる第１の転写手段と、前記無端ベルト状の転写体に転移されたトナー像を転写材へ接触転写させる第２の転写手段を備えた画像形成装置において、前記無端ベルト状の転写体は少なくとも２つの円筒状の回転体に張架され、前記２つの円筒状の回転体のうち少なくとも１つは、回転軸方向両端部に前記無端ベルト状の転写体の移動方向と直交する方向への片寄りを規制する規制部材を一対設け、前記規制部材は、前記円筒状の回転体の端側に前記円筒状の回転体の軸方向と垂直な面を有し、かつ無端状の転写体側に円弧状の面を持つように形成されたことを特徴とする画像形成装置とする。

本発明によれば、無端状ベルトが片寄りを規制する規制部材に沿って乗り上げる現象を防ぐことができ、さらに無端状ベルトへの負荷を減らすことができる。

本発明を適用する画像形成装置であるレーザビームプリンタの構成を、図１を用いて説明する。

図１のほぼ中央に、像担持体である無端状の感光ベルト１が、配置されている。感光ベルト１は、駆動モータを含む感光ベルト駆動部１ａによって、図では左回りに回転する。感光ベルト１は、帯電器２によって表面を一様にマイナスに帯電される。帯電した感光ベルト１は、光学装置３から照射されるレーザで表面が露光され、露光箇所が現像機４を通過する際にトナーが吸着する。なお本レーザビームプリンタにおいて、現像機４にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のマイナスに帯電するトナーを用意しており、露光された感光ベルト１が通過する度に各色の現像機が接離する構造となっている。すなわち感光ベルト１は、単色毎に回転し、感光ベルト１上でトナーが重ならないような動作手段となる。トナーを吸着した感光ベルト１は、中間転写体である無端状の転写ベルト５ａに接してトナーを転移する。先に記した単色のトナーは転写ベルト５ａの表面に集められる。なお転写ベルト５ａは、図２にて説明するベルトを安定に搬送するための大ローラ５ｂ、小ローラ５ｄ、寄り止め部材５ｃ、そしてテンションシャフト５ｅなどと共に転写器５に属しており、感光ベルト１からの駆動を受けて図１の右回りに回転する。転写ベルト５ａを従動方式としたのは、安価で簡易的、かつ感光ベルト１との速度差をなくして画像のずれを防止するためである。トナーが集められた転写ベルト５ａの回転に合わせて転写材である用紙６が装置下部より搬送され、転写ローラ７によって押し付けられ、さらに逆極性の印加電圧の供給を受けて用紙６へトナーが転写される。用紙６上のトナーは定着装置８によって定着し、一連の印刷動作が終了する。

このように本発明に適用したレーザビームプリンタのトナー像の転写工程は、感光ベルト１と転写ベルト５ａの組み合わせであり、相互のベルトを安定に搬送することが画像のずれを防止することにつながる。

図２に転写ベルト５ａを含む転写器５の模式図を示した。図１で転写ベルト５ａは、右回りに回転すると説明した。よって図２において、転写ベルト５ａは、下から上へ搬送されることになる。転写ベルト５ａは、大ローラ５ｂ、小ローラ５ｄ、およびテンションシャフト５ｅを用いて張られており、特にテンションシャフト５ｅの両端に設けられたばね（図示していない）によってベルトの張力を安定に保っている。大ローラ５ｂの両端には一対の寄り止め部材５ｃを取り付けている。寄り止め部材５ｃは、転写ベルト５ａが図２の左右いずれかの方向へ片寄った際の脱落を防止するために設けており、内側面は大ローラ５ｂの軸方向から内側へ向けて角度θを形成している。

本発明者らの実験によれば、図２の角度θが９０度の寄り止め部材を用いて連続印刷を行ったところ、転写ベルトが図２で示す左側へ寄り続け、寄り止め部材の側面に転写ベルトの側部が擦られ、転写ベルトが磨耗するという現象が発生した。さらに転写ベルトの移動時、転写ベルトの側部が寄り止め部材と接触し、転写ベルトが負荷に耐えられずに外側にたわみ、結果的に寄り止め部材を乗り越えるという現象が起きてしまった。実際の転写ベルトは、側部に緩やかな凹凸を有しており、寄り止め部材にも凹凸が存在しており、お互いの凸部が最初に接触する箇所、すなわち転写ベルトが移動して寄り止め部材の転写ベルト側の側部と接触することによって、そのたわみが大きくなり、乗り越える結果となったことが判明した。このことより、寄り止め部材５ｃの転写ベルト側の端部を削る、すなわち図２の大ローラ５ｂの軸方向から内側へ向けた内側面に角度θを設けることによって転写ベルト５ａの側部の接触をなくすことができると考えた。寄り止め部材５ｃの角度として、８０度、７０度、６０度と３種類試作し、図１に示したカラーレーザプリンタにて連続試験を行った。連続試験は通常の方法と異なり、転写ベルト５ａ側部の凸部に約１mmの切れ込みを入れ、転写ベルト５ａが図２で言う左側に片寄り続けるように左右のバランスを崩し、規定枚数ごとに切れ込みの進行度合いを確認する加速試験を行った。その結果を表１に示す。

寄り止め部材５ｃの角度θが９０度の場合、角度を設けた部材よりもベルトの切れ込みの進行が速いことがわかる。角度θが８０度の場合、転写器５を単独で動かすと、まれに転写ベルト５ａの側部と寄り止め部材５ｃの端部との接触が見られた。そのために７０度の切れ込みの進行よりも速い結果となった。しかしながら最も角度をつけた６０度は９０度の部材よりも切れ込みの進行が速かった。実際、転写器５を単独で動かすと、寄り止め部材５ｃの角度６０度品は転写ベルト５ａが移動して寄り止め部材５ｃの転写ベルト側の端部と接触することがなかった。ところが左側に寄り続けた転写ベルト５ａは寄り止め部材５ｃの底部から側面に沿って乗り上げる形となり、結果的に切れ込み箇所が広がり、奥へ進行したことがわかった。ここで、今回の試験はあくまでも転写ベルト５ａに切れ込みを入れた加速試験であり、実際には切れ込みが発生しない限り角度をつけた方が転写ベルト側部への負荷が少なくなるはずである。但し、転写ベルト５ａの破損や寄り止め部材の乗り越えは、転写ベルト５ａが移動して寄り止め部材５ｃの転写ベルト側の端部と接触する箇所に適正な角度を設ける必要があると考えられる。すなわち転写器５の大ローラ５ｂに取り付けた寄り止め部材５ｃは、大ローラ５ｂの軸方向から転写ベルト側へ向けて側面が６１度から８９度の範囲の角度で全周に設けられていることが望ましい。これにより転写ベルト５ａの側部が寄り止め部材５ｃの端部への接触を防ぎ、転写ベルト５ａ側部の磨耗や寄り止め部材５ｃへの乗り越えを防ぐことができた。上記の構成で十分な効果が認められたが、より頑強な画像形成装置を提供するために次のような改良を行うことにした。

表１に示したが、寄り止め部材５ｃの角度６０度で試験した結果、転写ベルト５ａの切れ込みの進行が最も速かった。そのメカニズムは左側に寄り続けた転写ベルト５ａは寄り止め部材５ｃの底部から側面に沿って乗り上げる形となり、結果的に切れ込み箇所が広がり、奥へ進行したことによる。そこで改良の手段として、一方向へ寄り続けた転写ベルト５ａ側部が寄り止め部材５ｃの底面から乗り上げることから、寄り止め部材５ｃの側面を大ローラ５ｂの軸に対して垂直かもしくはより転写ベルト側へ倒すような角度を全周に設けることによって転写ベルト端部５ａが寄り止め部材５ａを乗り越え、切り込みの進行速度を減らすことが可能と考える。これを先の結果と合わせると、寄り止め部材５ｃの側面の形状としては、底面側を垂直にし、端面部を切り欠けにすることが望ましいと考える。この寄り止め部材を図３の５ｆで示した。なお、ここでは小ローラ５ｄおよびテンションシャフト５ｅを省略している。なお、この切り欠け部分の角度であるが、表１の説明でも記したが、大ローラ５ｂの軸に対して８０度では転写ベルト５ａの側部とまれに接触することが確認されたので、少なくとも８０度以下が望ましい。言い換えれば、寄り止め部材５ｆは内側面が大ローラ５ｂの軸に対して垂直であり、その頂端部を鈍角とした切り欠け部を設けている。寄り止め部材５ｆは全周にわたって本形状を採用することにより、転写ベルト５ａの側部が寄り止め部材５ｆの端部への接触を防ぎ、転写ベルト５ａ側部の磨耗や寄り止め部材５ｃへの乗り越えを防ぎ、転写ベルト５ａが傷ついた際の傷の進行を抑えることが可能となり、転写ベルト５ａの長寿命化に役立った。

図４に転写器５周辺の模式図を示す。なお、小ローラ５ｄおよびテンションシャフト５ｅは省略している。寄り止め部材５ｇは、大ローラ５ｂの端側に大ローラ５ｂの軸方向と垂直な面を残しつつ、大ローラ５ｂの軸方向と垂直の部分と、転写ベルト５ａ側端部を削った箇所との交点を凸状として滑らかな曲線で構成し、これを全周に設けたものである。なお、転写ベルト側の端部の削り角度は、大ローラ５ｂの軸に対して少なくとも８０度以下が望ましい。言い換えれば、寄り止め部材５ｇは内側面が大ローラ５ｂの軸に対して垂直であり、その頂端部を鈍角とした切り欠け部を円弧のように滑らかにしている。ここで、寄り止め部材５ｇの転写ベルト５ａ側の面５ｈは、回転軸に対して転写ベルト側に行くほど径が小さくなる形状であるが、複数の円錐面の連続した形状であっても良いし、半球形状であっても良い。この形状は片方の寄り止め部材５ｇにも当てはめることができる。滑らかな半球形状であれば、転写ベルト５ａの衝撃をより吸収しやすくなる。寄り止め部材５ｇを用いることにより、転写ベルト５ａへの負荷をさらに抑えることが可能である。その結果、転写ベルト５ａの側部が寄り止め部材５ｇの端部への接触を防ぎ、転写ベルト５ａ端部の磨耗や寄り止め部材５ｃへの乗り越えを防ぎ、転写ベルト５ａが傷ついた際の傷の進行を抑えることが可能となり、転写ベルト５ａの長寿命化に役立った。

画像形成装置の模式図である。 転写ベルト周囲の模式図である。 転写ベルト周囲の模式図である。 転写ベルト周囲の模式図である。

符号の説明

１…感光ベルト、１ａ…感光ベルト駆動部、２…帯電器、３…光学装置、４…現像機、５…転写器、５ａ…転写ベルト、５ｂ…大ローラ、５ｃ…寄り止め部材、５ｄ…小ローラ、５ｅ…テンションシャフト、５ｆ…寄り止め部材、５ｇ…寄り止め部材、５ｈ…面、６…用紙、７…転写ローラ、８…定着装置。

Claims (1)

1. 無端ベルト状の像担持体に静電吸着したトナー像を無端ベルト状の転写体へ転移させる第１の転写手段と、前記無端ベルト状の転写体に転移されたトナー像を転写材へ接触転写させる第２の転写手段を備えた画像形成装置において、
   前記無端ベルト状の転写体は少なくとも２つの円筒状の回転体に張架され、
   前記２つの円筒状の回転体のうち少なくとも１つは、回転軸方向両端部に前記無端ベルト状の転写体の移動方向と直交する方向への片寄りを規制する規制部材を一対設け、
   前記規制部材は、前記円筒状の回転体の端側に前記円筒状の回転体の軸方向と垂直な面を有し、かつ無端状の転写体側に円弧状の面を持つように形成されたことを特徴とする画像形成装置。
   

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