JP2006079094A - 印刷装置内イメージングベルト支持用ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】複数枚のディスクによりローラを形成する際、ディスクのうちベルトに接触している部分と接触していない部分との間に温度差又は温度勾配が生じることを防ぐ。
【解決手段】画像形態を採るマーキング素材を搬送可能なベルト及びこのベルトを支持する少なくとも１個のローラを備える印刷装置において、そのうち少なくとも１個のローラ１０を、それぞれ外縁面及び可撓性の主幹部を有する複数枚のディスク２０により形成する。また、これらのディスク２０は、ローラ１０を組み上げたときその外縁面がひとつながりになり実質的に連続的な表面が形成されるよう、構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷装置内で使用されるイメージングベルト等のベルトを支持するためのローラに関する。

周知の電子写真プロセスにおいては、まず、光導電部材を実質均一な電位に帯電させることによって、当該光導電部材の表面を光感受性とする。次いで、光導電部材の表面のうち帯電している部分を複製対象原文書の光画像に露出することによって、その文書内の情報エリアに対応した静電潜像を光導電部材上に形成する。更に、光導電部材上に形成した静電潜像をトナー粒子との接触により現像する。即ち、静電潜像にトナー粒子を吸着させることにより光導電部材上にトナーパウダ画像を形成する。次いで、トナーパウダ画像を光導電部材からコピーシート上に転写する。そして、コピーシートを加熱することによってトナー粒子をコピーシートに永久的に固着させ、これによりコピーシート上に画像を形成する。

これまでにも、光導電ベルトをより好適に支持し走行させられるようにするため、様々な種類のフランジ付ローラシステムが開発されている。例えば、ある種のシステムにおいては、各端にフランジが堅固に固定されているローラをドライブローラとして用いている。このシステムにてドライブローラ上での光導電ベルトの位置を保持するのに用いられている仕組みは、ベルトが横方向移動（以下「スライド」「シフト」等とも呼ぶ）しそのエッジがドライブローラのフランジのうち一方にぶつかったときに、そのフランジによってベルトが押し戻されてドライブローラ沿いに横方向逆スライドし、ベルトの位置がフランジ間に規制される、という仕組みである。即ち、ベルトがドライブローラに接し始める部位（巻き付き始める部位）におけるドライブローラに対するベルトの進入角が厳密にゼロでないときには、ベルトをドライブローラに対し横方向スライドさせ得る程に強い力がベルトに作用する。この力が作用し横方向スライドした結果ベルトのエッジがドライブローラのフランジにぶつかると、ベルトのエッジには強いエッジ力が作用する。このエッジ力が強いのは、ドライブローラが横方向コンプライアンスを有していないためである。このエッジ力はベルトを横方向逆シフトさせる傾向の力であるが、この力が最大許容エッジ力を大きく上回っていると、フランジにぶつかったベルトがねじれ始めてシステム故障を引き起こしてしまう。従って、この種のシステムにおいては、電子写真印刷マシン内の光導電ベルトの横方向移動を、うまく制御できるときとうまく制御できないときとがある。

特許文献１に示されているローラは光導電ベルトが架けられるローラであり、中心コア及びこれを中心とする一組のディスク状部材によって構成され、各ディスクの縁辺は光導電ベルトに接触している。各ディスクは弾性を有しており、またディスクとその隣のディスクの間には、ローラ長手方向に沿い明らかに間隔があいている。従って、ベルトがローラに対して横方向移動すると、ディスクの小規模変形に応じてディスクの弾性が復元方向に作用するため、ベルトは元の位置に向かって押しやられる。しかしながら、特許文献１に記載されている構成には、ある実用上の問題がある。その問題とは、激しく使用されているときにディスクが一種のヒートシンクとして動作し、またそのヒートシンクとしての性能がディスク間に存在する空気のそれに優っているため、ディスクのうちベルトに接触している部分と接触していない部分との間に少々温度差又は温度勾配が生じることである。電子写真の場合、わずかでもこのような温度差又は温度勾配があると電子写真現像品質が影響を受けるため、ベルト移動方向沿いに画像の暗さが変動するストライプが、印刷結果に現れることがある。

米国特許第４２２１４８０号明細書 米国特許第３０７０３６５号明細書

ここに、本発明の一実施形態に係る印刷装置は、画像形態を採るマーキング素材を搬送可能なベルトと、このベルトを支持する少なくとも１個のローラと、を備える。このローラは、それぞれ外縁面及び可撓性の主幹部を有する複数枚のディスクを含む。そして、これら複数枚のディスクの外縁面が並び、実質的に連続的な表面が形成される。

図１は、従来技術にて周知の構成要素を含め、印刷装置の構成要素をいくつか示す簡略立面図である。この図に示されている印刷装置は、電子写真式レーザプリンタである。図中、チャージレセプタベルト１００は３個のローラに架けられている。即ち、ドライブローラ１０２、ストリッパローラ１０４及びテンションローラ１０である。本実施形態では、テンションローラ１０に対するベルト１０のラップ角（巻き付き角）が大きい。電子写真の分野で一般に知られているように、ベルト１００の経路上には多くのステーションがある。ここでは、ベルト１００を光に露出して静電潜像を形成するための露出ステーション１１０と、ベルト１００にドライトナーやリキッドインク等のマーキング素材を供給するための現像ステーション１１２と、ベルト１００により搬送されてきたマーキング素材を図示しない印刷シートに静電転写するための転写ステーション１１４とが、例示されている。また、オフセットやインクジェット等、他の種類の印刷装置においても、その目的は異なるにしろ、画像形態を採るマーキング素材を搬送するためベルトを用いることができる。

図２は、テンションローラ１０の一部破断立面図である。以下、テンションローラ１０の構造について説明するが、図１に示した他のローラについても、これと同様のローラ構造を採用することができる。本実施形態におけるローラ１０は、概ね円筒状乃至円柱状の中心コア１２と、この中心コア１２上に実装されている一組のディスクとを、備えている。この図では、個々のディスクを、参照符号２０により表している。

図３は、ディスク２０を１枚取り出し単体で描いた一部破断斜視図である。本実施形態におけるディスク２０は、可撓性乃至弾性を有する素材例えばプラスチックやラバー等により、単一片として形成されている。ディスク２０は、外縁面２４を呈するリム２２を有している。ディスク２０は、更に、主幹部２６及び中央部２８を有している。中央部２８の内縁面３０は、図２に示すように中心コア１２に接触する。また、リム２２はディスク２０の中で最も厚みのある部分であり、この図ではその厚みがＴと表されている。主幹部２６の厚みはリム２２の厚みＴ（外縁面２４の幅）よりも小さく、中央部２８の厚みはリム２２の厚みＴと（ほぼ）等しい。そのフォトレセプタベルト（図１でいえば１００）の幅が１１〜１４インチの電子写真式プリンタにて本実施形態を採用する場合、典型的には、リム２２の厚みＴを３〜５ｍｍの範囲内の値とし、主幹部２６の厚みを１．５〜２．５ｍｍの範囲内、或いは厚みＴの約１／２〜約２／３倍の値とする（１インチ＝約２．５４ｃｍ）。

本実施形態においては、厚みＴの方向における中心位置が互いに一致するようリム２２、主幹部２６及び中央部２８が設けられており、その結果ディスク２０の半径方向に沿ってこれらによりＩビーム状の外形乃至輪郭が形成されている。但し、外縁面２４から内縁面３０に亘り１個又は複数個のテーパ面又は湾曲面が形成されるよう、ディスクを構成することも可能である。そういった変形例も、主幹部及び（非常に小さいにせよ）リムを有するものとして認められるべきである。また、図３に示す主幹部２６の両側面は概ね滑らかであり互いに平行であるが、こういった基本形状に更に羽根、開口等の変形要素を付加・形成することも可能である。何れにしても、実用性を考えると、主幹部２６のうち少なくとも大部分における実効厚みは、厚みＴより小さい方がよいであろう。

ローラ１０を形成するには、図２に示した通り、中心コア１２上に一組のディスク２０を実装すればよい。このように実装すると、複数枚のディスク２０の外縁面２２がひとつながりになり、ローラ１０の外表面は、まるで単一片ローラであるかのように、実質的に連続的な表面となる。また、本実施形態においては、ローラ１０の長手方向に沿い隣り合うディスク２０の主幹部２６間に、明らかに間隔がある。このような間隔があるため、例えばローラ１０に架けられているベルト１００が横方向移動したとき、各ディスク２０は小規模ながら変形できる。

図１に示した電子写真印刷環境においてこのような全体構成を有するローラ１０を用いることにより、特許文献１に記載されているローラを用いた場合と概ね同様にして、ベルト１００の横方向移動に抗し、移動中のベルト１００を安定化させることができる。また、本実施形態に係るローラ１０では、更に、隣り合うディスク２０の外縁面がひとつながりになり実質的に連続的な表面が形成されており、この実質的に連続的な表面がローラ１０の長手方向に沿い実質的に均質なヒートシンクとして機能している。即ち、本実施形態には、ローラ１０の長手方向に沿って熱が均等に分散し、ベルト１００の幅方向に沿った温度ばらつきが小さくなる、という実用的利点がある。また、図１中のドライブローラ１０２即ちベルト１００を駆動するためのローラをこのローラ１０と同様の構成とした場合、例えば特許文献１に記載されているローラをドライブローラとして使用したときと比べドライブローラ１０２とベルト１００との接触乃至作用面積が広いため、駆動等に関わる性能・能力が向上する。

ローラ１０の長手方向に沿った温度分布が望ましくも均一になるよう熱を分散させるという観点からすれば、ローラ１０の長手方向に沿い隣り合うディスク２０は、ローラ１０の長手方向に沿った熱分布が均一レベル分布になるよう十分密接させねばならない。そのため、本実施形態においては、隣り合うディスク２０のリム２２同士を接触させている。しかしながら、ディスク２０同士を必ず間隙なしで即ち直接に接触させねばならないかというとそうではなく、それらの間に小規模な間隙がある“実質的接触”であってもある種の用途においては十分に有効である。特に、複数枚のディスク２０のうち１枚又は複数枚について大きめの変形可能性を担保したい用途においては、“実質的接触”が有効であろう。

印刷装置内でイメージングベルト（図１でいうと１００）と共に用いるローラにて本実施形態に係る構造を採用する場合、各ディスク２０のうち少なくとも主幹部２６の硬度をショアＡ３０〜ショアＡ７０、典型的にはおよそショアＡ５０の実効デュロメータ値とすれば、ローラ１０によって、必要な規模乃至程度の可撓性を得ることができる。

用途にもよるが、ディスク２０のうち何枚かについては、中心コア１２上に堅固に或いは幾分回転可能に実装してもかまわない。ディスク２０を中心コア１２上に堅固に保持するには、中心コア１２上に堅固に実装すべきディスク２０それぞれの内縁面３０の直径を中心コア１２の外径より小さくすればよい。本実施形態におけるディスク２０は弾性を有しているため、そのようにすれば、ディスク２０によって中心コア１２が締め付けられディスク２０がその場所にて堅固に保持されることとなる。或いは、中心コア１２にその断面に沿って鍵状又は鍵穴状の部分（図示せず）を設けると共に、中心コア１２上に堅固に実装すべきディスク２０それぞれの内縁面３０にもこれに番い合うよう鍵穴状又は鍵状の部分（図示せず）を設け、これらを嵌め合わせるようにしてもよい。

図示したディスク２０はそれぞれ単一片であるが、各ディスク２０を複数片から構成するようにしてもよい。例えば、リム２２、中央部２８又はその双方を堅固な片とする一方、主幹部２６を比較的可撓性の高い片とし、それらを組み合わせて又は順次付加形成して各ディスク２０を実現してもよい。また、例えば各ディスク２０の中央部に適切な構造（図示せず）を設ける等して、中心コア１２なしでローラ１０を組み上げることも可能である。

本実施形態においては、各ディスク２０の外縁面２４が完全な円形であるが、実質的に円形状である限り、用途に応じ、うね、切り込み、溝、平坦面等、各種の不連続部を設けてもよい。また、各ディスク２０の外縁面２４上に、どのような種類のものであれまたどのような目的のものであれ、特別な被覆を設けることもできる。

従来技術にて周知の構成要素を含め、印刷装置の構成要素をいくつか示す簡略立面図である。 ローラの一部破断立面図である。 ローラにて使用されているディスクを１枚取り出し単体で描いた一部破断斜視図である。

Claims (4)

1. 画像形態を採るマーキング素材を搬送可能なベルトと、このベルトを支持する少なくとも１個のローラと、を備え、
   上記ローラが、それぞれ外縁面及び可撓性の主幹部を有する複数枚のディスクを含み、
   上記複数枚のディスクの外縁面が並び実質的に連続的な表面が形成された印刷装置。
2. 請求項１記載の印刷装置において、各ディスクの主幹部の厚みがそのディスクの外縁面の幅より小さい印刷装置。
3. 請求項２記載の印刷装置において、少なくとも１枚のディスクがその主幹部を含むＩビームを形成する印刷装置。
4. 請求項１記載の印刷装置において、ベルトがチャージレセプタである印刷装置。

Images