JP2006267219A - 転写装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 温度変化によらず、安定した転写性能を得る。
【解決手段】 二次転写部60を構成するバックアップロール24は、バックアップロール支持部材71に回転可能に支持され、二次転写ロール46は、二次転写ロール支持部材81に回転可能に支持される。バックアップロール支持部材71には、ポリエチレンで形成され、二次転写ロール支持部材81に当接することでバックアップロール24および二次転写ロール46の軸間距離を規制する軸間距離規制部74が設けられる。機内の温度上昇によって二次転写ロール46が熱膨張すると、この熱膨張に見合う量だけ軸間距離規制部74が熱膨張し、バックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量(二次転写ニップ領域Nの幅)が略一定に維持される。
【選択図】 図4
【解決手段】 二次転写部60を構成するバックアップロール24は、バックアップロール支持部材71に回転可能に支持され、二次転写ロール46は、二次転写ロール支持部材81に回転可能に支持される。バックアップロール支持部材71には、ポリエチレンで形成され、二次転写ロール支持部材81に当接することでバックアップロール24および二次転写ロール46の軸間距離を規制する軸間距離規制部74が設けられる。機内の温度上昇によって二次転写ロール46が熱膨張すると、この熱膨張に見合う量だけ軸間距離規制部74が熱膨張し、バックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量(二次転写ニップ領域Nの幅)が略一定に維持される。
【選択図】 図4
Description
本発明は、プリンタ、複写機などの画像形成装置で用いられ、記録材にトナー像を転写する転写装置に関する。
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像を、中間転写ベルト上に一旦、多重に転写(一次転写)した後、この中間転写ベルトから記録材(用紙)上に一括して転写(二次転写)し、この記録材上に形成されたトナー像を加熱源を有する定着装置で定着することによって、フルカラーや白黒(モノクロ)の画像を形成するものが挙げられる。
ここで、二次転写を行う二次転写装置としては、中間転写ベルトの像担持面側に配置される二次転写ロールと、中間転写ベルトを挟んで二次転写ロールに対向配置されるバックアップロールとを用いたものが知られている。このような二次転写装置では、例えばバックアップロールに向けて二次転写ロールを付勢することにより、中間転写ベルトを介して二次転写ロールとバックアップロールとを圧接させる。これにより、二次転写ロールと中間転写ベルトとの間には所定の転写ニップ領域が形成される。そして、搬送されてくる用紙を二次転写ロールと中間転写ベルトとの間にニップさせると共に、二次転写ロールとバックアップロールとの間に転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト上のトナー像を用紙に転写している(特許文献1参照。)。
近年、画像形成装置の小型化が進み、これに伴って定着装置など加熱源を有するユニットから放出される排熱が装置内部の温度上昇を加速しやすくなっている。すると、放出される排熱により例えば二次転写装置が加熱され、二次転写装置を構成する二次転写ロールやバックアップロールが熱膨張するといった事態が生じる。二次転写ロールやバックアップロールが熱膨張すると、両者の間に形成される転写ニップ領域が増大する。このようにして転写ニップ領域が増大すると、転写条件が変化することになってしまい、転写不良を招いてしまう。
なお、このような問題は、二次転写装置だけでなく、例えば上述した画像形成装置における一次転写装置においても、同様に生じ得るものである。
なお、このような問題は、二次転写装置だけでなく、例えば上述した画像形成装置における一次転写装置においても、同様に生じ得るものである。
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、温度変化によらず、安定した転写性能を得ることにある。
かかる目的のもと、本発明は、画像を記録材に転写する転写装置であって、回転可能に配設される第1の転写部材と、第1の転写部材に回転可能に圧接、接触または所定の間隔をもって配置される第2の転写部材と、第1の転写部材および/または第2の転写部材の熱膨張に応じて第1の転写部材の回転軸と第2の転写部材の回転軸との軸間距離を変化させることにより、第1の転写部材に対する第2の転写部材の食い込み量または間隔を略一定に調整する距離調整手段とを含んでいる。
ここで、第1の転写部材は、画像を担持し且つ第2の転写部材に接触配置されるベルト状の像担持体と、像担持体を挟んで第2の転写部材に対向する位置に配置されるバックアップ部材とを備えることを特徴とすることができる。また、第1の転写部材および/または第2の転写部材は、発泡層を備えていることを特徴とすることができる。
なお、例えばドラム状の像担持体(例えば感光体ドラム)から記録材(中間転写体や用紙)に画像を転写する転写装置に対し本発明が適用される場合には、ドラム状の像担持体自身が第1の転写部材として機能することになる。
なお、例えばドラム状の像担持体(例えば感光体ドラム)から記録材(中間転写体や用紙)に画像を転写する転写装置に対し本発明が適用される場合には、ドラム状の像担持体自身が第1の転写部材として機能することになる。
また、他の観点から捉えると、本発明は、画像を記録材に転写する転写装置であって、回転可能に配設される第1の転写部材と、第1の転写部材に回転可能に圧接配置され、第1の転写部材との間に所定の転写ニップ領域を形成する第2の転写部材と、第1の転写部材の回転軸と第2の転写部材の回転軸との軸間距離を規制する軸間距離規制部材とを備え、軸間距離規制部材は、第1の転写部材および第2の転写部材の熱膨張量と略同じ熱膨張量を有する材料にて構成されることを特徴としている。
ここで、第1の転写部材および/または第2の転写部材は、ゴム材からなるゴム層を備え、軸間距離規制部材は、ポリエチレンにて構成されることを特徴とすることができる。また、第1の転写部材および/または第2の転写部材は、発泡ゴム層を有していることを特徴とすることができる。さらに、軸間距離規制部材の線熱膨張係数が10×10-5/℃以上であることを特徴とすることができる。
本発明によれば、温度変化に応じて第1の転写部材および第2の転写部材の軸間距離を調整することで、略一定の食い込み量または距離を確保することができ、安定した転写性能を得ることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図1に示す画像形成装置は、本体1に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系10、用紙(記録材)を搬送するシート搬送系40、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるIPS(Image Processing System)50とを備えている。
<実施の形態1>
図1は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図1に示す画像形成装置は、本体1に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系10、用紙(記録材)を搬送するシート搬送系40、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるIPS(Image Processing System)50とを備えている。
画像プロセス系10は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット11Y,11M,11C,11K、この画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト21上に多重転写させる転写ユニット20、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるROS(Raster Output Scanner)30を備えている。また本体1には、転写ユニット20によって二次転写された用紙(シート)上の画像を、熱および圧力を用いて用紙に定着させる定着器29を備えている。更に、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ19Y,19M,19C,19Kが設けられている。
転写ユニット20は、ベルト状の像担持体としての中間転写ベルト21を駆動するドライブロール22、中間転写ベルト21に一定のテンションを付与するテンションロール23、重畳された各色のトナー像を用紙に二次転写するためのバックアップ部材としてのバックアップロール24、中間転写ベルト21上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置25を備えている。中間転写ベルト21は、このドライブロール22とテンションロール23およびバックアップロール24との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール22により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。クリーニング装置25は、中間転写ベルト21に圧接配置されるクリーニングブラシ25aおよびクリーニングブレード25bを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト21の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
なお、本実施の形態では、上述した中間転写ベルト21およびバックアップロール24によって第1の転写部材が構成される。
なお、本実施の形態では、上述した中間転写ベルト21およびバックアップロール24によって第1の転写部材が構成される。
ROS30は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を偏向走査するポリゴンミラー31を備えている。図1に示す例では、ROS30は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ROS30は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム32を設け、また、レーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)が通過するガラス製のウィンドウ33をこのフレーム32の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
シート搬送系40は、画像が記録される用紙(シート)を積載して供給する給紙装置41、給紙装置41から用紙を取り上げて供給するナジャーロール42、ナジャーロール42から供給された用紙を1枚ずつ分離して搬送するフィードロール43、フィードロール43により1枚ずつに分離された用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路44を備えている。また、搬送路44を介して搬送された用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール45、二次転写位置に設けられバックアップロール24に圧接して用紙に中間転写ベルト21上の画像を二次転写する第2の転写部材としての二次転写ロール46を備えている。なお、本実施の形態では、これら中間転写ベルト21、二次転写ロール46、バックアップロール24等によって転写装置としての二次転写部60が構成されている。この二次転写部60の詳細については後述する。更に、定着器29によってトナー画像が定着された用紙を本体1の機外に排出する排出ロール47、排出ロール47によって排出された用紙を積載する排出トレイ48を有する。また、定着器29によって定着された用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット49を備えている。
次に、画像プロセス系10における画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kについて詳述する。
図2は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yとマゼンタ(M)の画像形成ユニット11Mとが示されている。他の画像形成ユニット11C,11Kもほぼ同様に構成されている。
図2は、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yとマゼンタ(M)の画像形成ユニット11Mとが示されている。他の画像形成ユニット11C,11Kもほぼ同様に構成されている。
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、トナー像を担持させる感光体ドラム12、帯電ロール13aを用いて感光体ドラム12を帯電させる帯電器13を備えている。また、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、帯電器13によって帯電され、ROS30からのレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)によって感光体ドラム12上に形成された静電潜像を現像ロール14aによって現像する現像器14を備えている。さらに、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kは、中間転写ベルト21を挟んで感光体ドラム12に対向して設けられ、感光体ドラム12上に現像されたトナー像を中間転写ベルト21上に転写する一次転写ロール15、転写後に感光体ドラム12上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置16を備えている。
なお、本実施の形態では、各画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12、帯電器13、およびクリーニング装置16を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体1からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体1に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、不揮発性メモリ(図示せず)が搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム12の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、そのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。これらのカートリッジは、画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに夫々不揮発性メモリが搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用履歴情報を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。
次に、図1に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)の各8ビットの反射率データとしてIPS50に入力される。IPS50では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の色材階調データに変換され、ROS30に出力される。
ROS30では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ(図示せず)から出射されたレーザ光(LB-Y,LB-M,LB-C,LB-K)を、f−θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー31に出射している。ポリゴンミラー31では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12に照射している。画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kにて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット11Y,11M,11C,11Kの感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト21上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット11Kは、中間転写ベルト21の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト21に対して最後に一次転写される。
一方、シート搬送系40では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール42が回転し、給紙装置41から所定サイズの用紙が供給される。フィードロール43により1枚ずつ分離された用紙は、搬送路44を経てレジストロール45に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト21の移動タイミングに合わせてレジストロール45が回転し、用紙は、バックアップロール24および二次転写ロール46によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、4色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された用紙は、定着器29によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール47によって本体1の上部に設けられた排出トレイ48に排出される。尚、排出トレイ48にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって搬送方向を切り替え、定着器29によって定着された用紙を両面用搬送ユニット49によって反転させることもできる。この反転された用紙をレジストロール45に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
次に、図3を参照しながら、二次転写部60について詳細に説明する。
本実施の形態において、中間転写ベルト21は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたもので構成される。そして中間転写ベルト21は、その体積抵抗率が106〜1015Ω・cmとなるように形成され、その厚みは例えば0.1mmに設定される。
本実施の形態において、中間転写ベルト21は、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリル、塩化ビニル等の樹脂または各種ゴム等に導電剤としてカーボンブラックを適量含有させたもので構成される。そして中間転写ベルト21は、その体積抵抗率が106〜1015Ω・cmとなるように形成され、その厚みは例えば0.1mmに設定される。
また、二次転写ロール46は、円柱状の芯金61と、この芯金61の外周面に形成されたゴム層62とを有している。また、芯金61の軸方向両端には、後述する軸受けによって支持される軸61aが突出形成されている。
一方、バックアップロール24は、二次転写ロール46と同様に、円柱状の芯金63と、この芯金63の外周面に形成されたゴム層64とを備えている。芯金63の軸方向両端には、後述する軸受けによって支持される軸63aが突出形成されている。
一方、バックアップロール24は、二次転写ロール46と同様に、円柱状の芯金63と、この芯金63の外周面に形成されたゴム層64とを備えている。芯金63の軸方向両端には、後述する軸受けによって支持される軸63aが突出形成されている。
本実施の形態では、次に説明する食い込み量調整手段としての位置決め機構70(図4参照)によって二次転写ロール46がバックアップロール24側へと付勢されている。このため、中間転写ベルト21を挟んで二次転写ロール46およびバックアップロール24が圧接されており、二次転写ロール46と中間転写ベルト21との間に二次転写ニップ領域Nが形成される。なお、本実施の形態では、後述するように、二次転写ロール46よりもバックアップロール24の方が高硬度であるため、バックアップロール24が二次転写ロール46側に食い込んでいる。
次に、図4を参照しながら、上述した二次転写ロール46およびバックアップロール24の位置決め機構70について説明する。なお、図4において、図4(a)は位置決め機構70の側面図であり、図4(b)は図4(a)のIVb−IVb断面図である。
位置決め機構70は、バックアップロール24の軸方向両端に設けられてこのバックアップロール24を回転可能に支持するバックアップロール支持部材71を有している。これらバックアップロール支持部材71は、本体1(図1参照)に固定した状態で取り付けられている。また、位置決め機構70は、二次転写ロール46の軸方向両端に設けられてこの二次転写ロール46を回転可能に支持する二次転写ロール支持部材81を有している。これら二次転写ロール支持部材81には、二次転写ロール支持部材81に装着された二次転写ロール46をバックアップロール24(中間転写ベルト21)側に向けて付勢するバネ82が取り付けられている。
位置決め機構70は、バックアップロール24の軸方向両端に設けられてこのバックアップロール24を回転可能に支持するバックアップロール支持部材71を有している。これらバックアップロール支持部材71は、本体1(図1参照)に固定した状態で取り付けられている。また、位置決め機構70は、二次転写ロール46の軸方向両端に設けられてこの二次転写ロール46を回転可能に支持する二次転写ロール支持部材81を有している。これら二次転写ロール支持部材81には、二次転写ロール支持部材81に装着された二次転写ロール46をバックアップロール24(中間転写ベルト21)側に向けて付勢するバネ82が取り付けられている。
ここで、バックアップロール支持部材71は、バックアップロール24の芯金61に設けられた軸(回転軸)61aが挿入されるボールベアリング72を備えている。これらボールベアリング72は、バックアップロール支持部材71の基部73に貫通配設されている。また、バックアップロール支持部材71において、基部73の自由端側すなわち二次転写ロール支持部材81側には、軸間距離規制部(軸間距離規制部材)74が形成されている。
一方、二次転写ロール支持部材81は、二次転写ロール46の芯金63に設けられた軸(回転軸)63aが挿入されるボールベアリング83を備えている。これらボールベアリング83は、その外周縁の一端が二次転写ロール支持部材81からバックアップロール支持部材71側に向けて突出するように二次転写ロール支持部材81に取り付けられている。そして、このボールベアリング83の外周縁の突出部位が、バックアップロール支持部材71の軸間距離規制部74に当接する。
二次転写部60では、バックアップロール24が、バックアップロール支持部材71によって回動可能に支持されている。そして、バックアップロール支持部材71が本体1に固定配置されることにより、バックアップロール24が位置決めされる。一方、二次転写部60において、二次転写ロール46は、この二次転写ロール46を回動可能に支持する二次転写ロール支持部材81に設けられたボールベアリング83がバックアップロール支持部材71の軸間距離規制部74に当接することにより位置決めされる。そして、二次転写ロール支持部材81は、バネ82によって付勢されていることから、バックアップロール24の位置決め状態が維持されることとなる。
次に、具体的な構成例を挙げて、本発明が適用された実施例と従来技術が適用された比較例とについて説明する。
◎実施例
二次転写ロール46において、芯金61および軸61aは例えばステンレスにて一体的に構成され、その直径はφ21に設定される。また、二次転写ロール46のゴム層62は、芯金61の外周面に形成される発泡エピクロルヒドリンゴム層(発泡層)と、この発泡エピクロルヒドリンゴム層の外周面に形成されるエピクロルヒドリンゴム層とを有する二層構成である。ゴム層62の厚みは、3.5mmに設定される。そして、二次転写ロール46としての直径はφ28に、体積抵抗は103〜1010Ωの範囲内に、硬度は例えば30°(アスカーC)に設定される。
◎実施例
二次転写ロール46において、芯金61および軸61aは例えばステンレスにて一体的に構成され、その直径はφ21に設定される。また、二次転写ロール46のゴム層62は、芯金61の外周面に形成される発泡エピクロルヒドリンゴム層(発泡層)と、この発泡エピクロルヒドリンゴム層の外周面に形成されるエピクロルヒドリンゴム層とを有する二層構成である。ゴム層62の厚みは、3.5mmに設定される。そして、二次転写ロール46としての直径はφ28に、体積抵抗は103〜1010Ωの範囲内に、硬度は例えば30°(アスカーC)に設定される。
バックアップロール24において、芯金63および軸63aは例えばステンレスにて一体的に構成され、その直径はφ21に設定される。また、ゴム層64は、エピクロルヒドリンゴムにて構成される。ゴム層64の厚みは、3.5mmに設定される。そして、バックアップロール24としての直径はφ28に、体積抵抗は107〜1010Ωの範囲内に、硬度は例えば70°(アスカーC)に設定される。
位置決め機構70において、ボールベアリング72,83の外径はφ10に設定される。また、バックアップロール支持部材71において、基部73は例えば亜鉛めっき鋼板にて構成され、軸間距離規制部74は低密度ポリエチレン(住友化学製スミカセン(商品名))にて構成される。一方、二次転写ロール支持部材81は亜鉛めっき鋼板にて構成される。
本実施の形態では、二次転写ニップ領域Nを形成するために、バックアップロール24に対する二次転写ロール46の食い込み量が0.7mmに設定される。
したがって、二次転写ロール46の軸中心とバックアップロール24の軸中心との距離(軸間距離)は14×2−0.7=27.3mmとする必要がある。ここで、ボールベアリング72,83の直径がφ10であることを考慮すると、軸間距離規制部74の長さDaは27.3−5×2=17.3mmに設定される。なお、長さDaの設定値(17.3mm)は、常温における値である。
したがって、二次転写ロール46の軸中心とバックアップロール24の軸中心との距離(軸間距離)は14×2−0.7=27.3mmとする必要がある。ここで、ボールベアリング72,83の直径がφ10であることを考慮すると、軸間距離規制部74の長さDaは27.3−5×2=17.3mmに設定される。なお、長さDaの設定値(17.3mm)は、常温における値である。
本実施の形態では、図1に示したように、二次転写部60が定着器29の近傍に配置されている。定着器29では、図示しないヒータを用いて定着部材の加熱を行っているため、定着器29の周辺で生じる温度上昇により、本体1内が加熱され、二次転写部60における雰囲気温度は約50℃まで上昇することが見込まれる。
ここで、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇した場合について考えてみる。二次転写ロール46は、ゴム層64を構成する発泡エピクロルヒドリンゴム層内部のエアが膨張するために、その外径が増加する。具体的には、雰囲気温度が常温から50℃まで上昇することに伴い、二次転写ロール46の外径がφ28からφ28.2になる。したがって、二次転写ロール46の半径は、この温度上昇に伴って約0.1mm増加することになる。
一方、本実施例では、バックアップロール支持部材71に低密度ポリエチレンからなる軸間距離規制部74を設けている。ここで、低密度ポリエチレンの線熱膨張係数は18×10-5/℃であり、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは17.3×(50−20)×18×10-5≒0.093mm、すなわち約0.1mmだけ増加する。
一方、本実施例では、バックアップロール支持部材71に低密度ポリエチレンからなる軸間距離規制部74を設けている。ここで、低密度ポリエチレンの線熱膨張係数は18×10-5/℃であり、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは17.3×(50−20)×18×10-5≒0.093mm、すなわち約0.1mmだけ増加する。
つまり、本実施例では、機内の温度上昇によって二次転写ロール46が熱膨張すると、この熱膨張に見合う量だけ軸間距離規制部74も熱膨張する。つまり、軸間距離規制部74の熱膨張量が、二次転写ロール46、中間転写ベルト21およびバックアップロール24(第1の転写部材および第2の転写部材)の熱膨張量とほぼ等しくなる。軸間距離規制部74が熱膨張すると、その分だけ二次転写ロール46とバックアップロール24との軸間距離は拡がる。その結果、バックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量(0.7mm)および二次転写ロール46とバックアップロール24(中間転写ベルト21)との間に形成される二次転写ニップ領域Nの幅(用紙搬送方向長さ)は変わらない。
これにより、本実施例では、二次転写部60の雰囲気温度の変化とは無関係に良好な二次転写条件を維持することが可能になる。
これにより、本実施例では、二次転写部60の雰囲気温度の変化とは無関係に良好な二次転写条件を維持することが可能になる。
◎比較例
この比較例では、位置決め機構70における軸間距離規制部74が、基部73と同様に亜鉛めっき鋼板で構成されている。なお、他の部材の材質等については実施例と同一である。
亜鉛めっき鋼板の線熱膨張係数は、1×10-5/℃である。したがって、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは、17.3×(50−20)×1×10-5≒0.005mm(5μm)しか増加しない。これに対し、二次転写ロール46の半径は、上述した実施例で説明したとおり約0.1mm増加することになる。
この比較例では、位置決め機構70における軸間距離規制部74が、基部73と同様に亜鉛めっき鋼板で構成されている。なお、他の部材の材質等については実施例と同一である。
亜鉛めっき鋼板の線熱膨張係数は、1×10-5/℃である。したがって、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは、17.3×(50−20)×1×10-5≒0.005mm(5μm)しか増加しない。これに対し、二次転写ロール46の半径は、上述した実施例で説明したとおり約0.1mm増加することになる。
このため、比較例では、機内の温度上昇によって二次転写ロール46が熱膨張しても、この熱膨張に見合う量だけ軸間距離規制部74は熱膨張しない。その結果、バックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量は0.7mmから0.8mmに0.1mm増加し、これに伴って二次転写ロール46とバックアップロール24(中間転写ベルト21)との間に形成される二次転写ニップ領域Nの幅(用紙搬送方向長さ)が増えてしまう。
したがって、比較例では、二次転写部60の雰囲気温度によって二次転写条件が変化し、転写不良を招いてしまうことになる。
したがって、比較例では、二次転写部60の雰囲気温度によって二次転写条件が変化し、転写不良を招いてしまうことになる。
以上説明したように、本実施の形態では、二次転写部60の雰囲気温度に応じて二次転写ロール46の軸61aとバックアップロール24の軸63aとの間の軸間距離を変化させるようにした。これにより、温度上昇に伴う熱膨張とは無関係にバックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量を略一定とすることができる。また、温度上昇に伴う熱膨張とは無関係に二次転写ロール46とバックアップロール24(中間転写ベルト21)との間に形成される二次転写ニップ領域Nの幅(用紙搬送方向長さ)を略一定にすることができる。したがって、二次転写部60の雰囲気温度の変化によらず、安定した転写性能を得ることができる。
特に、本実施の形態では、二次転写ロール46の軸61aとバックアップロール24の軸63aとの間の軸間距離を設定する軸間距離規制部74として、線熱膨張率が比較的高く且つ機械的強度も比較的強い低密度ポリエチレンを用いた。すなわち、低密度ポリエチレン自身の熱膨張量によって二次転写ロール46の熱膨張量を自動的に相殺できるように構成した。このため、本実施の形態では二次転写ロール46およびバックアップロール24の軸間距離を調整する機構を別個設ける必要がなく、構成を非常に簡易なものとすることができる。
<実施の形態2>
本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、位置決め機構70における軸間距離規制部74の材質および配設位置を異ならせたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、図5を参照しながら、本実施の形態における位置決め機構70について説明する。なお、図5において、図5(a)は位置決め機構70の側面図であり、図5(b)は図5(a)のVb−Vb断面図である。
本実施の形態において、軸間距離規制部74は、バックアップロール24の軸61aを覆う位置まで延設されており、軸間距離規制部74の長さDaは28mmに設定されている。なお、長さDaの設定値(28mm)は、常温における値である。また、本実施の形態では、軸間距離規制部74が実施の形態1(実施例)とは異なり、高密度ポリエチレンにて構成されている。
なお、バックアップロール支持部材71側の構成は実施の形態1と全く同じである。
本実施の形態は、実施の形態1と略同様であるが、位置決め機構70における軸間距離規制部74の材質および配設位置を異ならせたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、図5を参照しながら、本実施の形態における位置決め機構70について説明する。なお、図5において、図5(a)は位置決め機構70の側面図であり、図5(b)は図5(a)のVb−Vb断面図である。
本実施の形態において、軸間距離規制部74は、バックアップロール24の軸61aを覆う位置まで延設されており、軸間距離規制部74の長さDaは28mmに設定されている。なお、長さDaの設定値(28mm)は、常温における値である。また、本実施の形態では、軸間距離規制部74が実施の形態1(実施例)とは異なり、高密度ポリエチレンにて構成されている。
なお、バックアップロール支持部材71側の構成は実施の形態1と全く同じである。
次に、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇した場合について考えてみる。二次転写ロール46は、ゴム層64を構成する発泡エピクロルヒドリンゴム層内部のエアが膨張するために、その外径が増加する。具体的には、雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇することに伴い、二次転写ロール46の外径がφ28からφ28.2になる。したがって、二次転写ロール46の半径は、この温度上昇に伴って約0.1mm増加することになる。
一方、本実施の形態では、バックアップロール支持部材71に高密度ポリエチレンからなる軸間距離規制部74を設けている。ここで、高密度ポリエチレンの線熱膨張係数は低密度ポリエチレンよりも低い12×10-5/℃であり、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは28×(50−20)×12×10-5≒0.101mm、すなわち約0.1mmだけ増加する。
一方、本実施の形態では、バックアップロール支持部材71に高密度ポリエチレンからなる軸間距離規制部74を設けている。ここで、高密度ポリエチレンの線熱膨張係数は低密度ポリエチレンよりも低い12×10-5/℃であり、二次転写部60の雰囲気温度が常温(20℃)から50℃まで上昇すると、軸間距離規制部74の長さDaは28×(50−20)×12×10-5≒0.101mm、すなわち約0.1mmだけ増加する。
つまり、本実施の形態では、機内の温度上昇によって二次転写ロール46が熱膨張すると、この熱膨張に見合う量だけ軸間距離規制部74も熱膨張する。軸間距離規制部74が熱膨張すると、その分だけ二次転写ロール46とバックアップロール24との軸間距離は拡がる。その結果、バックアップロール24(中間転写ベルト21)に対する二次転写ロール46の食い込み量および二次転写ロール46とバックアップロール24(中間転写ベルト21)との間に形成される二次転写ニップ領域Nの幅(用紙搬送方向長さ)は変わらない。
本実施の形態では、軸間距離規制部74を構成する材料として高密度ポリエチレンを用いている。この高密度ポリエチレンの線熱膨張係数は、一般的な金属よりも大きいものの、実施の形態1で説明した低密度ポリエチレンの3/4程度である。そこで、本実施の形態では、軸間距離規制部74の長さDaを大きくする(実施の形態1の4/3倍)ことで、軸間距離規制部74の絶対的な膨張量を確保し、二次転写ロール46の熱膨張量を相殺している。
これにより、本実施の形態においても、二次転写部60の雰囲気温度の変化とは無関係に良好な二次転写条件を維持することが可能になる。
これにより、本実施の形態においても、二次転写部60の雰囲気温度の変化とは無関係に良好な二次転写条件を維持することが可能になる。
なお、実施の形態1,2では、二次転写部60を例にして説明を行ったが、これに限られるものではなく、例えば一次転写部にも適用することができる。この場合には、例えば図2に示す感光体ドラム12が第1の転写部材として、一次転写ロール15が第2の転写部材として、中間転写ベルト21が記録材として、それぞれ機能することになる。
また、実施の形態1,2では、バックアップロール24によって二次転写ロール46と中間転写ベルト21とが圧接配置される例について説明を行ったが、例えば二次転写ロール46が中間転写ベルト21から所定距離だけ離間して配設されることもある。本実施の形態で用いた手法は、このような場合にも有効であり、二次転写ロール46とバックアップロール24との間の距離を一定に保つことにより、二次転写性能を一定に維持することができる。
また、実施の形態1,2では、バックアップロール24によって二次転写ロール46と中間転写ベルト21とが圧接配置される例について説明を行ったが、例えば二次転写ロール46が中間転写ベルト21から所定距離だけ離間して配設されることもある。本実施の形態で用いた手法は、このような場合にも有効であり、二次転写ロール46とバックアップロール24との間の距離を一定に保つことにより、二次転写性能を一定に維持することができる。
1…本体、10…画像プロセス系、20…転写ユニット、21…中間転写ベルト、24…バックアップロール、29…定着器、30…ROS(Raster Output Scanner)、40…シート搬送系、60…二次転写部、61…芯金、61a…軸、62…ゴム層、63…芯金、63a…軸、64…ゴム層、70…位置決め機構、71…バックアップロール支持部材、72…ボールベアリング、73…基部、74…軸間距離規制部、81…二次転写ロール支持部材、82…バネ、83…ボールベアリング、N…二次転写ニップ領域
Claims (7)
- 画像を記録材に転写する転写装置であって、
回転可能に配設される第1の転写部材と、
前記第1の転写部材に回転可能に圧接、接触または所定の間隔をもって配置される第2の転写部材と、
前記第1の転写部材および/または前記第2の転写部材の熱膨張に応じて当該第1の転写部材の回転軸と当該第2の転写部材の回転軸との軸間距離を変化させることにより、当該第1の転写部材に対する当該第2の転写部材の食い込み量または間隔を略一定に調整する距離調整手段と
を含む転写装置。 - 前記第1の転写部材は、
画像を担持し且つ前記第2の転写部材に接触配置されるベルト状の像担持体と、
前記像担持体を挟んで前記第2の転写部材に対向する位置に配置されるバックアップ部材と
を備えることを特徴とする請求項1記載の転写装置。 - 前記第1の転写部材および/または前記第2の転写部材は、発泡層を備えていることを特徴とする請求項1記載の転写装置。
- 画像を記録材に転写する転写装置であって、
回転可能に配設される第1の転写部材と、
前記第1の転写部材に回転可能に圧接配置され、当該第1の転写部材との間に所定の転写ニップ領域を形成する第2の転写部材と、
前記第1の転写部材の回転軸と前記第2の転写部材の回転軸との軸間距離を規制する軸間距離規制部材とを備え、
前記軸間距離規制部材は、前記第1の転写部材および前記第2の転写部材の熱膨張量と略同じ熱膨張量を有する材料にて構成されることを特徴とする転写装置。 - 前記第1の転写部材および/または前記第2の転写部材は、ゴム材からなるゴム層を備え、
前記軸間距離規制部材は、ポリエチレンにて構成されることを特徴とする請求項4記載の転写装置。 - 前記第1の転写部材および/または前記第2の転写部材は、発泡ゴム層を有していることを特徴とする請求項5記載の転写装置。
- 前記軸間距離規制部材の線熱膨張係数が10×10-5/℃以上であることを特徴とする請求項4記載の転写装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005081954A JP2006267219A (ja) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | 転写装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9690236B1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Transfer device and image forming apparatus |
JP2018077297A (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2005
- 2005-03-22 JP JP2005081954A patent/JP2006267219A/ja active Pending
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