JP2008123001A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転写ベルトの強度の保持とベルト端面の精度を保持し、ベルトの耐久性向上を図り、ベルト蛇行がなく色ズレのない高画質な画像が得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像が形成される感光体ドラム３と、この感光体ドラムと転接して走行し用紙Ｐを搬送する転写ベルト１１および転写ベルトを感光体ドラム側へ押圧して転写バイアスを印加する転写ローラ２３と、転写ベルトを走行方向とは直交する所定方向へ寄るよう付勢する従動ローラ１５と、この転写ベルト付勢側に対向して配置されベルト端部に摺接してベルトの蛇行を規制する寄り止め規制ガイドベルト６０と、所定幅を有し転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され転写ベルト両側端部を補強する左右一対の補強テープ７０とを具備し、転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、前記補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、 １．０＜βｔ／βｂ＜１．１ の条件を満足する。
【選択図】図４

Description

本発明は、転写ベルトを備えた電子写真方式による画像形成装置に関する。

電子写真方式による画像形成装置において、像担持体である感光体ドラム上に形成される現像剤像を用紙に転写する手段として、従来よりコロナチャージャが多用されていた。

しかしながら、この方式では有害なオゾンの発生の恐れがあるところから、オゾンレスの転写技術が採用されている。その一つとして、たとえば接触方式の転写技術が知られている。

［特許文献１］には、半導電性の転写ベルトと、転写ベルトの背面に設けた転写ローラを用いて転写を行う技術が開示されていて、転写ローラに転写バイアスを印加することにより転写が行なわれる。
近年、カラー複写機として、４連タンデム多重転写方式の画像形成装置が開発されている。この方式は、４本の感光体ドラムを平行に並べ、それぞれの感光体ドラムにイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いてトナー像を形成し、１枚の転写材である用紙に順次このトナー像を多重転写する方式である。

前記用紙は転写ベルト上に給出され、この転写ベルトの走行にともなって搬送される。そして、用紙は各感光体ドラムに順次転接するよう搬送されるのであるから、転写ベルトは用紙を正確に搬送しなければならない。たとえば、転写ベルトに蛇行が生じると、用紙もこれに準じて蛇行状態となり、色ズレが生じて画質の低下となる。

従来、転写ベルトの蛇行を規制する技術として、たとえば［特許文献２］には、ローラの両側端部に寄り止めガイドを設け、これらを転写ベルトの側端部に接触させながら搬送する手段が開示されている。
しかし、この方法では、２つの寄り止めガイドの間隔寸法と、転写ベルトの幅寸法が完全に一致していないと、広いところでは転写ベルトが蛇行状態となって走行し、また、狭いところでは転写ベルトが寄り止めガイドを乗り越え、主走査方向の画像の色ズレを起こすといった問題があった。

前記転写ベルトの蛇行を制御する手段として、本出願人から［特許文献３］が提案されている。これは、転写ベルトを走行方向とは直交する方向で、所定の方向に寄るように制御し、かつこの転写ベルト付勢側に寄り止めガイドを配置して、転写ベルト端面を摺接させることにより、転写ベルトの蛇行を規制するものである。

しかしながらこの種の手段においては、前記転写ベルトの素材の選択が困難であり、弾性係数が低いものを選択してしまうと、転写ベルトが寄り止めガイドに摺動しているうちに座屈が生じて破損事故が生じる恐れがある。

特開平６−１１０３４３号公報 特開平４− ９８２８４号公報 特願平５− ６７０９７号公報

上述したように、転写ベルトを用いた転写手段を備えた画像形成装置においては、転写ベルトの蛇行を規制するため、転写ベルトを所定方向に寄るよう付勢するとともに、この付勢側に配置した寄り止めガイドに転写ベルト端部を摺接させる構成では、転写ベルトの機械的強度と耐久性が要求される。

特に、４連タンデム方式のカラー画像形成装置では、転写ベルトの蛇行を確実に規制して、４色の色重ね時の色ズレを無くす必要がある。そのためには、寄り止めガイドと、これに摺接する転写ベルト端面の精度を極めて良好にすることが要求される。

本発明は、上記事情にもとづいてなされたものであり、その目的とするところは、転写ベルトの強度の保持と、転写ベルトの蛇行を規制するのに必要な転写ベルト端面の精度を確保し、ベルトの耐久性を向上させる。また、カラー電子写真方式の画像形成装置においては、ベルトの蛇行がなく色ズレのない高画質な画像が得られる画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明は上記目的を満足するためになされたものであり、トナー像が形成される像担持体と、この像担持体と転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよび転写ベルトを像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する給電部を備え転写材上に像担持体のトナー像を転写する手段とを具備した画像形成装置において、
転写ベルトを走行方向とは直交する方向で所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され付勢される転写ベルトの端部に摺接し転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、所定幅を有し転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され転写ベルト両側端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、 １．０＜βｔ／βｂ＜１．１ の条件を満足することを特徴とする。
さらに、本発明は上記目的を満足するためになされたものであり、互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
前記ベルト付勢手段と、前記ベルト受け手段と、前記左右一対の補強テープとを具備し、転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、 １．０ ＜ βｔ／βｂ ＜ １．１ の条件を満足することを特徴とする。

本発明によれば、低コストで、転写ベルトの強度の保持および高耐久性が得られるとともに、転写ベルトの蛇行を規制するのに必要な転写ベルト端面の精度を保持して蛇行量の低減化が得られ、かつカラー電子写真方式の画像形成装置においては、転写ベルトの蛇行がなく色ズレのない高画質な画像が得られるなどの効果を奏する。

以下、本発明の実施形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、カラー画像形成装置の概略的な構成図である。このカラー画像形成装置には、画像形成手段であるプロセスユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。
各プロセスユニット１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、像担持体である感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを備えており、これらの感光体ドラム上に現像剤像が形成されるようになっている。

特に、前記プロセスユニット１ａにおける感光体ドラム３ａは、直径３０ｍｍの円筒体であって、図示矢印ａ方向へ回転可能に設けられている。この感光体ドラム３ａの周囲には、回転方向に沿って以下の部品が配置されている。
すなわち、感光体ドラム３ａを一様に負帯電させる帯電ローラ５ａが、感光体ドラム３ａに転接して配置される。この帯電ローラ５ａのドラム回転方向下流側には、帯電ローラ５ａによって帯電した感光体ドラム３ａを露光して静電潜像を形成する露光装置７ａが配置される。

また、露光装置７ａのドラム回転方向下流側にはイエロウの現像剤を収容し、この現像剤で露光装置７ａにより形成された静電潜像を反転現像する現像装置９ａが配置されている。
さらに、現像装置９ａのドラム回転方向下流側には感光体ドラム３ａに対して転写材である用紙Ｐを搬送する搬送ベルト１１が設置されている。この搬送ベルト１１は、感光体ドラム３ａ上に形成された現像剤像と用紙Ｐとが当接するよう用紙Ｐを感光体ドラム３ａに搬送するとともに、後述するように用紙Ｐに感光体ドラム３ａ上の現像剤像を転写する作用をなすところから、以下、転写ベルトと呼ぶ。

感光体ドラム３ａと用紙Ｐとの当接位置よりもドラム回転方向下流側にはクリーニング装置１７ａと除電ランプ１９ａが順次配置されている。クリーニング装置１７ａはブレードを有し、転写後に感光体ドラム３ａ上に残留した現像剤を掻き落して除去する。除電ランプ１９ａは転写後、感光体ドラム３ａの表面電荷を一様な光照射によって除電する。

この除電ランプ１９ａによる除電により画像形成の１サイクルが完了し、次の画像形成プロセスにおいて、再び帯電ローラ５ａが未帯電の感光体ドラム３ａを一様に帯電することとなる。
このようにして、上述の感光体ドラム３ａ、帯電ローラ５ａ、露光装置７ａ、現像装置９ａ、クリーニング装置１７ａおよび除電ランプ１９ａによって、前記プロセスユニット１ａが構成されている。

図２にも示すように、前記転写ベルト１１は無端状（シームレス）ベルトであって、駆動ローラ１３および従動ローラ１５とに亘って掛け渡される。従動ローラ１５の軸部両端はスプリング１８により押圧されており、転写ベルト１１にテンションが与えられる。通常、駆動ローラ１３と従動ローラ１５との間の距離 （ピッチ）は約３００ｍｍに設定される。

駆動ローラ１３および従動ローラ１５は、それぞれ図示矢印ｉおよびｊ方向に回転自在に設けられている。駆動ローラ１３には図示しない駆動源が連結されていて、この回転にともなって転写ベルト１１が回転し、従動ローラ１５が従動回転するようになっている。
前記転写ベルト１１は、カーボンが均一に分散された厚さ１００μｍのポリイミド樹脂材により形成されている。そして、ここでは１０12Ωｃｍの電気抵抗を有し、半導電性を有する。

なお、転写ベルト１１の材料としては、体積抵抗値が１０9 〜１０13Ωｃｍの範囲で半導電性を有すればよい。たとえば、カーボンを分散したポリイミド樹脂材の他に、ポリエチレンテフタレート、ポリカーボネイト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどにカーボン等の導電粒子を分散させたものでもよい。
また、導電粒子を用いず、組成調整によって電気抵抗を調整した高分子フィルムを用いてもよい。さらには、このような高分子フィルムにイオン導電性物質を混入したもの、あるいは比較的電気抵抗が低いシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材でもよい。

前記従動ローラ１５は、転写ベルト１１を走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段を構成しており、そのため軸方向一端部の直径が小径であり、他端部の直径が大径のテーパローラである。このテーパローラ１５を回転駆動すると、転写ベルト１１はローラ１５の大径側に寄るよう自然的に寄せ付勢される。

転写ベルト１１が従動ローラ１５によって寄せ付勢される側である駆動ローラ１３と、従動ローラ１５端部に対向して、ベルト受け手段である寄り止め規制ガイド６０，６０が設けられている。
すなわち、従動ローラ１５によって転写ベルト１１が寄せ付勢され、この移動側に配置される寄り止め規制ガイド６０に転写ベルト１１端部が摺接し、それ以上の移動が規制されるようになっている。

再び図１に示すように、転写ベルト１１上には、駆動ローラ１３と従動ローラ１５との間に用紙Ｐの搬送方向に沿ってプロセスユニット１ａの他、前記プロセスユニット１ｂ、１ｃ、１ｄが配置されている。
さらに、この下流側でかつ駆動ローラ１３近傍には、ベルトクリーニング手段であるゴムブレード１６が設置されている。このゴムブレード１６の先端縁が転写ベルト１１の幅方向全体に亘って摺接しており、転写ベルト上に付着したトナーや紙粉が除去されるようになっている。

前記プロセスユニット１ｂ、１ｃ、１ｄは、いずれもプロセスユニット１ａと同様の構成をしている。すなわち、感光体ドラム３ｂ、３ｃ、３ｄが各々のプロセスユニットのほぼ中心に設けられている。
各感光体ドラム３ｂ、３ｃ、３ｄの周囲所定位置には、それぞれ帯電ローラ５ｂ、５ｃ、５ｄが配置され、この下流側には露光装置７ｂ、７ｃ、７ｄが配置される。

露光装置７ｂ、７ｃ、７ｄの下流側には現像装置９ｂ、９ｃ、９ｄと、クリーニング装置１７ｂ、１７ｃ、１７ｄと、除電ランプ１９ｂ、１９ｃ、１９ｄが順次配置されている。
そして、現像装置１９ｂにはマゼンタの現像剤が収容され、現像装置１９ｃにはシアンの現像剤が収容され、現像装置１９ｃにはブラックの現像剤が収容されている。

前記転写ベルト１１によって搬送される用紙Ｐを介してそれぞれの感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと当接する位置には、転写ベルト１１とともに転写手段を構成する転写ローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが配置されている。
すなわち、各転写ローラ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは対向する感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ下方で転写ベルト１１の背面に接触していて、転写ベルト１１を介してプロセスユニットと対向している。

前記転写ローラ２３ａは、正の直流電源５５ａに接続されていて、これらで給電部が構成される。同様に、転写ローラ２３ｂは直流電源５５ｂに、転写ローラ２３ｃは直流電源５５ｃに、転写ローラ２３ｄは直流電源５５ｄにそれぞれ接続される。
一方、転写ベルト１１の図における右側部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット２６が設けられている。装置本体１には、給紙カセット２６から用紙Ｐを１枚ずつピックアップするピックアップローラ２７が図示矢印ｈ方向に回転自在に設けられている。

このピックアップローラ２７と転写ベルト１１との間には、レジストローラ対２９が回転自在に設けられていて、所定のタイミングで用紙Ｐを転写ベルト１１上へ供給するようになっている。
また、転写ベルト１１上には、直流電源３１に接続され、用紙Ｐを転写ベルト１１表面に静電吸着させるための吸着ローラ３０が、転写ベルト１１を介して駆動ローラ１３と対向する位置に配置される。

また、転写ベルト１１の左側部には、用紙Ｐ上の現像剤像を用紙Ｐに定着する定着装置３３と、装置本体１外部に突出して定着像が形成される用紙Ｐを受ける排紙トレイ３４が設けられている。
つぎに、このようにして構成される４連ドラムタンデム方式カラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。

図示しない操作パネルのスタートボタンをオンすることにより、画像形成開始が指示される。感光体ドラム３ａは図示しない駆動機構から駆動力を受けて回転を始める。帯電ローラ５ａは、この感光体ドラム３ａを一様に約−５００Ｖに帯電する。
帯電ローラ５ａによって一様に帯電された感光体ドラム３ａに、露光装置７ａは記録すべき画像に応じた光を照射し、感光体ドラム３ａ上に静電潜像を形成する。
感光体ドラム３ａが回転して前記静電潜像部分が現像装置９ａに対向すると、ここに収容されるイエロウの現像剤が供給されて静電潜像が現像化され、イエロウの現像剤像が形成される。

感光体ドラム３ａ上に現像剤像を形成するのと同様の手順で、感光体ドラム３ｂ、感光体ドラム３ｃ、感光体ドラム３ｄ上にも、それぞれ各色の現像剤像が形成される。
一方、ピックアップローラ２７は給紙カセット２６から用紙Ｐを取り出し、レジストローラ対２９は、この用紙Ｐを転写ベルト１１上へ供給する。転写ベルト１１上に供給された用紙Ｐに吸着ローラ３０が転接し、この用紙Ｐの表面を帯電する。この吸着ローラ３０の帯電作用により、用紙Ｐは転写ベルト１１上に静電吸着される。

転写ベルト１１は静電吸着した用紙Ｐを感光体ドラム３ａと、感光体ドラム３ｂと、感光体ドラム３ｃおよび感光体ドラム３ｄに向けて順次搬送する。
それぞれの転写領域Ｔａに用紙Ｐが到達すると、転写ローラ２３ａに直流電源５５ａから約＋１０００Ｖのバイアス電圧が印加される。転写ローラ２３ａと感光体ドラム３ａとの間には転写電界が形成され、感光体ドラム３ａ上の現像剤像は、この転写電界にしたがって用紙Ｐ上に転写される。
ついで、イエロウ現像剤像が転写された用紙Ｐは転写領域Ｔｂに向けて搬送される。この転写領域Ｔｂでは、転写ローラ２３ｂに直流電源５５ｂから約＋１２００Ｖのバイアス電圧が印加され、イエロウ現像剤像上に重ねてマゼンタの現像剤像が転写される。

そして、マゼンタの現像剤像が転写されたあと、用紙Ｐは転写領域Ｔｃを介して転写領域Ｔｄに搬送される。転写領域Ｔｃにおいて転写ローラ２３ｃに約＋１４００Ｖのバイアス電圧が印加されることにより、また転写領域Ｔｄにおいて転写ローラ２３ｄに約＋１６００Ｖの電圧が印加されることにより、既に転写されている現像剤像の上に重ねてシアンの現像剤像と、ブラックの現像剤像が順次多重転写される。
このようにして、多重転写された各色の現像剤像は、用紙Ｐが定着装置３３に対向したとき、この定着装置によって用紙Ｐ上に定着され、カラー画像が形成される。定着が終わった用紙Ｐは排紙トレイ３４上に排出される。

つぎに、本発明に関わる実施の形態を説明する。
図２および図３は、第１の実施の形態を示している。
転写ローラ２３ａは、たとえばＳＵＳφ８ｍｍのシャフトに、カーボンを分散して導電性とした発泡ウレタン材からなる外径φ１８ｍｍのローラである。このシャフトとローラ表面間の電気抵抗は約１０6 Ωである。

なお、転写ベルト１１に接触する給電部として前記転写ローラ２３ａに限定されることはない。たとえば、導電性ゴムブレードや導電性ゴムシートでもよい。前記導電性ゴムシートとして、カーボンを分散した厚さ５ｍｍ程度のシリコーンゴムシートや、ウレタンゴムあるいはＥＰＤＭ（ポリフッ化ビニリデン）など、体積抵抗値が１０5 〜１０8 Ωｃｍのものを適用してもよい。

前記転写ローラ２３ａは、その中心が感光体ドラム３ａ中心の鉛直方向真下の位置となるよう設置しなければならない。前記シャフトの両端部には、ベルトたるみ規制手段としての圧縮ばね４７，４９が当接しており、転写ローラ２３ａは転写ベルト１１に対して鉛直方向に弾性的に当接するように付勢される。

これら圧縮ばね４７，４９による弾性付勢力の大きさは１０００ｇｆとした。ここで弾性付勢力とは、圧縮ばね４７が有する弾性付勢力と、圧縮ばね４９が有する弾性付勢力との合計である。
転写ベルト１１をポリイミド樹脂材から構成した場合、この転写ベルト１１の弾性係数Ｋは２０×１０4 Ｋｇ／ｃｍ2 であり、このとき前記寄り止め規制ガイド６０はφ１４ｍｍの駆動ローラ１３と、従動ローラ１５の大径φ１４ｍｍ端部側に設置されている。

したがって、寄り止め規制ガイド６０に対する転写ベルトの接触長さＬは約１４πｍｍであり、テーパローラである従動ローラ１５による転写ベルト１１に対する寄り力（付勢力）Ｔは１Ｋｇに設定してある。
この寄り力Ｔの測定は、圧力センサを転写ベルト１１と寄り止め規制ガイド６０との間に取り付けて測定した。転写ベルト１１の弾性係数Ｋは、ＳｔｒｏｇｒａｆＲ−２００（東洋精機製）を用いて測定した。転写ベルト１１の膜厚ｔは１００μｍであり、１２万回の繰り返しライフ試験の結果、転写ベルト１１は全く破断せず、耐久性が保証された。

すなわち、 Ｔ［Ｋｇ］／ｔ［ｃｍ］・Ｌ［ｃｍ］・Ｋ［Ｋｇ／ｃｍ2 ］≦０．０００６ の条件を満足しなければならない。前記数値を代入すると、１／１００×１０-4・１．４π・２０×１０4 ＝０．０００１１となって、条件が満足される。

ポリイミド樹脂材はコストが高いことが欠点である。そこで、よりコストの廉価なポリマーアロイを採用してみた。弾性係数Ｋが３．２×１０4 Ｋｇ／ｃｍ2 のポリアミドイミドの場合は、ベルト膜厚ｔが１００μｍ、寄り止め規制ガイド６０に対する転写ベルト１１の接触長さＬが１４πｍｍで、寄り力Ｔが１Ｋｇの場合は、１／１００×１０-4・１．４π・３．２×１０4 ＝０．０００７１となる。すなわち、寄り力が強すぎて、繰り返しライフ試験を行っている途中で転写ベルト１１が端部から破断してしまい、結果はＮＧであった。

寄り力以外は同様条件とし、寄り力を０．５Ｋｇに落として制御した場合は、１２万回転の繰り返しライフ試験の結果、転写ベルト１１の破損はなく耐久性はＯＫであった。
この数値を前記Ｔ／ｔ・Ｌ・Ｋ式に当てはめると、０．５／１００×１０-4・１．４π・３．２×１０4 ＝０．０００３６となって、条件は一応満足されることとなる。

しかしながら、この程度の寄り力では、転写ベルト１１を寄り止め規制ガイド６０側へ寄せる制御が十分に行えず、転写ベルト１１の走行にともなう蛇行量が大きいままである。
したがって、寄り力Ｔとして１Ｋｇ程度は必要であり、この寄り力を確保した上で転写ベルト１１のベルト膜厚ｔを１２５μｍと厚くすれば、１２万回の繰り返しライフ試験の結果はＯＫであった。

この数値を前記Ｔ／ｔ・Ｌ・Ｋ式に当てはめると、１／１２５×１０-4・１．４π・３．２×１０4 ＝０．０００５７となって、条件が満足される。
また、寄り力Ｔを１Ｋｇとし、１００μｍのポリアミドイミドベルトに１００μｍのＰＥＴテープを貼って膜厚ｔを倍とした場合、前記ＰＥＴテープによって補強された部分の弾性係数Ｋは７×１０4 Ｋｇ／ｃｍ2 となる。
この場合の繰り返しライフ試験結果はＯＫであった。すなわち、前記Ｔ／ｔ・Ｌ・Ｋ式に当てはめると、１／２００×１０-4・１．４π・７×１０4 ＝０．０００１６となる。

以上の結果を、表１にまとめた。

すなわち、Ｔ／ｔ・Ｌ・Ｋ≦０．０００６となる条件を満足することにより、前記転写ベルト１１は長期の使用に亘っても破断がなく、ライフの耐久性が確実に得られることが判明した。

つぎに、第２の実施の形態を、図４にもとづいて説明する。
従動ローラ１５であるテーパローラによって転写ベルト１１を一方向に寄るように制御するとともに、この転写ベルト１１端面を寄り止め規制ガイド６０に当接させることにより、転写ベルト１１の走行にともなう蛇行を防止する方式においては、転写ベルト１１端面のカット精度が影響する。

すなわち、転写ベルト１１はその端面のカット精度が極めて良好なものを用いなければならず、それにはベルト端面の真直度公差が小さいものを採用しなければならない。
また、転写ベルト１１自体には機械的強度が小さいので、転写ベルト１１の両側端部に補強テープ７０，７０を貼着して補強する。これにより、転写ベルト１１の機械的耐久性は格段に向上し、ベルト蛇行を規制する構成上、非常に有効となる。
ただし、転写ベルト１１素材の線熱膨張率βｂと、前記補強テープ７０素材の線熱膨張率βｔとが大きく異なると、環境変化により転写ベルト１１端部が変形してしまい、蛇行制御が不可能となる。

さらに詳細に述べれば、転写ベルト１１の両側端部で、かつ表面側である用紙搬送面に補強テープ７０，７０を貼着することを前提としている。この状態で、転写ベルト１１と補強テープ７０とを同一材料で構成して線熱膨張率を同一にした場合、あるいは転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対して補強テープ７０の線熱膨張率βｔが小さい場合、あるいは転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対して補強テープ７０の線熱膨張率βｔが大き過ぎる場合が考えられる。

しかるに、転写ベルト１１は無端状に形成されるため、転写ベルト１１の線熱膨張率βｂと補強テープ７０の線熱膨張率βｔとを同一とすると、転写ベルト１１外周長と補強テープ７０外周長が異なってしまい、歪みを生じる。
また、転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対する補強テープ７０の線熱膨張率βｔが所定範囲内で大きい場合には、転写ベルト１１端部の歪みの問題はなく、スムーズな走行がなされる。

転写ベルト１１を、たとえばポリマアロイから形成すると、これは極めて特殊な材料であるので、同様材料の補強テープが存在しない。そこで、補強テープ７０として一般的なテープ材を使用することになる。この場合は、それぞれの材料の熱膨張率は以下のようにして選択する。
転写ベルト１１としてポリイミドベルトに、補強テープ７０としてナイロンテープを貼着する場合は、ポリイミドベルトの線熱膨張率βｂは１．５、ナイロンテープの線熱膨張率βｔは１．６のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝１．０７となる。

また、転写ベルト１１としてポリカーボネートベルトに、補強テープ７０としてポリプロピレンテープを貼着する場合は、ポリカーボネートベルトの線熱膨張率βｂは４．０、ポリプロピレンテープの線熱膨張率βｔは４．２のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝１．０５である。

転写ベルト１１としてポリアミドイミドベルトに、補強テープ７０としてポリプロピレンテープを貼着する場合は、ポリアミドイミドベルトの線熱膨張率βｂは３．６であり、ポリプロピレンテープの線熱膨張率βｔは３．７のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝１．０３である。

転写ベルト１１としてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ベルトに、補強テープ７０としてＡＢＳ樹脂テープを貼着する場合は、ＰＶＤＦベルトの線熱膨張率βｂは８．５のものを使用し、ＡＢＳ樹脂テープの線熱膨張率βｔは８．９のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝１．０５である。

以上の例に示したように、補強テープ７０の線熱膨張率βｔに対する転写ベルト１１の線熱膨張率βｂの比が１．０から１．１の範囲にあれば、問題なく転写ベルト１１の走行がスムーズに行なわれ、転写ベルト１１の走行にともなう蛇行量が±２５μｍ以内にあって、極めて小さい状態に制御される。

これに対して、転写ベルト１１としてポリアミドイミドベルトに、補強テープ７０としてポリプロピレンテープを貼着する場合は、ポリアミドイミドベルトの線熱膨張率βｂは３．６であり、ポリプロピレンテープの線熱膨張率βｔが４．２のものを使用すると、βｔ／βｂ＝１．１７となる。
結果として、走行にともない転写ベルト１１端面が歪んでしまい、蛇行量は±４０μｍ程度に悪化して、画質の劣化となる。

このようにして、転写ベルト１１の両側端部で、かつこの用紙搬送面に補強テープ７０が貼着される場合は、補強テープ７０の線熱膨張率βｔに対する転写ベルト１１の線熱膨張率βｂの比が、所定範囲内にあるものを使用する。
したがって、転写ベルト１１が環状になっているが、走行にともなう転写ベルト１１に歪みを最小限に抑制して蛇行の発生をなくし、よって印字ズレのない高画質を得るとともに、極めてスムーズな端面精度を維持できる。

つぎに、第３の実施の形態について、図５および図６にもとづいて説明する。
ここでは、転写ベルト１１の両側端部で、かつこの転写材搬送裏面である内面全周に亘って、転写ベルト１１を補強する補強テープ７０が貼着される。

そして、転写ベルト１１と補強テープ７０を同一材料で構成して線熱膨張率を同一にした場合、あるいは転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対して補強テープ７０の線熱膨張率βｔが大きい場合、あるいは転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対して補強テープ７０の線熱膨張率βｔが小さ過ぎる場合は、転写ベルト１１が環状に形成されるため、転写ベルト１１外周長と補強テープ７０外周長が異なってしまい、転写ベルト１１端部に歪みを生じる。

また、転写ベルト１１の線熱膨張率βｂに対する補強テープ７０の線熱膨張率βｔが所定範囲内で小さい場合には、転写ベルト１１端部の歪みの問題はなく、スムーズに走行する。
転写ベルト１１を、たとえばポリマアロイから形成すると、これは極めて特殊な材料であるので、同様材料のテープが存在しない。そこで、一般的なテープ材を使用することになる。この場合は、それぞれの材料の熱膨張率は以下のようにして選択する。

転写ベルト１１としてのポリイミドベルトに、補強テープ７０としてフェノール樹脂テープを貼着する場合、ポリイミドベルトの線熱膨張率βｂは１．５、フェノール樹脂テープの線熱膨張率βｔは１．４のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝０．９３である。

転写ベルト１１としてポリカーボネートベルトに、補強テープ７０としてポリプロピレンテープを貼着する場合は、ポリカーボネートベルトの線熱膨張率βｂは４．０、ポリプロピレンテープの線熱膨張率βｔは３．７のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝０．９３である。

転写ベルト１１としてポリアミドイミドベルトに、補強テープ７０としてＡＢＳ樹脂製のテープを貼着する場合は、ポリアミドイミドベルトの線熱膨張率βｂは３．６、ＡＢＳ樹脂テープの線熱膨張率βｔは３．４のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝０．９４である。

転写ベルト１１としてＰＶＤＦベルトに、補強テープ７０としてビニルテープを貼着した場合は、ＰＶＤＦベルトの線熱膨張率βｂは８．５、ビニルテープの線熱膨張率βｔは７．８のものを使用した。したがって、βｔ／βｂ＝０．９２である。
以上の例に示したように、補強テープ７０の線熱膨張率βｔに対する転写ベルト１１の線熱膨張率βｂの比が０．９から１．０の範囲にあれば、問題なくベルト搬送がスムーズに行なわれ、ベルト蛇行量が±２５μｍ以内にあって極めて小さい状態に制御可能である。

これに対して、転写ベルト１１としてポリカーボネートベルトに、補強テープ７０としてＡＢＳ樹脂製テープを貼着する場合は、ポリカーボネートベルトの線熱膨張率βｂが４．０、ＡＢＳ樹脂製のテープの線熱膨張率βｔが３．４のものを使用すると、βｔ／βｂ＝０．８５である。
結果として、転写ベルト１１の両側端部が歪んでしまい、蛇行量は±４０μｍ程度に悪化して、画質の劣化となる。

つぎに、第４の実施の形態について、図７および図８にもとづいて説明する。
転写ベルト１１にクリーニング手段を構成するゴムブレード１６の先端縁が摺接し、この転写ベルト１１に対して感光体ドラム３と、感光体ドラム３上の画像領域および給電部を構成する転写ローラ２３が、転写ベルト１１の中心線に対して左右対称に配置される。

そして、転写ベルト１１の両側縁と所定間隔を存し、かつこの用紙搬送面である表面全周に亘って貼着される補強テープ７０は、転写ベルト１１の両側端部を補強する。
例１として、転写ベルト１１の幅寸法Ｌｂを３４６ｍｍとし、この端面のカット精度は真直度５０μｍ以内とする。転写ベルト１１の両側端部に、この端縁から５ｍｍのところに幅寸法が１０ｍｍの補強テープ７０を貼着した場合、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔは３１６ｍｍとなる。

前記ゴムブレード１６の幅寸法Ｌｃは３１０ｍｍ、転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒは３０８ｍｍ、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏは３１２ｍｍ、感光体ドラム３上に形成されるトナー像幅寸法Ｌｄは３０５ｍｍに、それぞれ設定される。

この構成により、転写ベルト１１の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ７０端部の外側にあり、かつ補強テープ７０の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、
Ｌｔ ＞ Ｌｃ ＞ Ｌｄ かつ Ｌｔ ＞ Ｌｏ ＞ Ｌｄ
の関係にある。

これにより、補強テープ７０を貼着することにより転写ベルト１１の表面にできた凹凸と、ゴムブレード１６あるいは感光体ドラム３との機械的干渉がなく、スムーズなベルト搬送が行なわれることとなる。
例２として、図９に示すように、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏが、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔより長い場合、転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒを補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔより狭くする。すなわち、感光体ドラム３と補強テープ７０との機械的干渉を、転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒを短くすることにより低減する。

具体的には、転写ベルト１１の幅寸法Ｌｂは３４６ｍｍ、この端面のカット精度は真直度５０μｍ以内である。転写ベルト１１の両側端部に、この端縁から５ｍｍのところに幅１０ｍｍの補強テープ７０を貼着した場合、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔは３１６ｍｍ、ゴムブレード１６の幅寸法Ｌｃは３１４ｍｍ、転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒは３１４ｍｍ、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏは３５０ｍｍ、感光体ドラム３上のトナー像幅寸法Ｌｄは３０５ｍｍに、それぞれ設定される。

この構成により、転写ベルト１１の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ７０端部の外側にあり、かつ補強テープ７０の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、
Ｌｔ ＞ Ｌｃ ＞ Ｌｄ かつ Ｌｔ ＞ Ｌｒ ＞ Ｌｄ
の関係にある。
これにより、転写ベルト１１に貼着される補強テープ７０と、ゴムブレード１６との機械的干渉がなく、スムーズなベルト搬送が行なわれることとなる。

つぎに、第５の実施の形態について、図１０にもとづいて説明する。
転写ベルト１１に、ベルトクリーニング手段を構成するブラシクリーナ１６Ａ（模式的に示す）が摺接し、この転写ベルト１１に対して感光体ドラム３と、感光体ドラム３上に形成される画像領域および転写ローラ２３が、転写ベルト１１の中心線に対して左右対称に配置される。

そして、ここでも補強テープ７０は転写ベルト１１の両側縁と所定間隔を存して、用紙搬送面である表面全周に亘って貼着され、転写ベルト１１の両側端部を補強している。
具体的には、転写ベルト１１の幅寸法Ｌｂを３４６ｍｍ、端面のカット精度は真直度５０μｍ以内である。転写ベルト１１の両側端部に端縁から５ｍｍのところに幅１０ｍｍの補強テープ７０を貼着した場合、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔは３１６ｍｍ、ブラシクリーナ１６Ａの幅寸法Ｌｃは３４６ｍｍである。

したがって、ブラシクリーナ１６Ａは転写ベルト１１の幅方向全体に亘って対向しており、ベルト１１の幅方向全体を同時にクリーニングする。また、ブラシであるところから、転写ベルト１１表面に貼着された補強テープ７０との機械的抵抗が少なくスムーズに搬送でき、ベルト蛇行が極力小さくなる。

転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒは３１４ｍｍ、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏは３５０ｍｍ、感光体ドラム３上のトナー像幅寸法Ｌｄは３０５ｍｍに、それぞれ設定される。
この構成により、転写ベルト１１の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ７０端部の外側にあり、補強テープ７０の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、かつ Ｌｃ≧Ｌｔ＞Ｌｏ＞Ｌｄ の関係にある。

別例として、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏが、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔより長い場合、転写ローラ２３幅寸法Ｌｒを補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔより狭くすることにより、感光体ドラム３と補強テープ７０との機械的干渉を低減できる。

具体的には、転写ベルト１１の幅寸法Ｌｂが３４６ｍｍ、この端面のカット精度は真直度５０μｍ以内、転写ベルト１１の両側端部に端縁から５ｍｍのところに幅１０ｍｍの補強テープを貼着した場合、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔは３１６ｍｍ、ブラシクリーナ１６Ａの幅寸法Ｌｃは３４６ｍｍ、転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒは３１４ｍｍ、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏは３５０ｍｍ。感光体ドラム上のトナー像幅寸法Ｌｄは３０５ｍｍに、それぞれ設定される。

この構成により、転写ベルト１１の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ７０端部の外側にあり、補強テープ７０の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、かつ Ｌｃ≧Ｌｔ＞Ｌｒ＞Ｌｄ の関係にある。
このように、補強テープ７０を貼着した転写ベルト１１に対してブラシからなるベルトクリーニング装置１６Ａを備えた場合、ブラシクリーナ１６Ａのクリーニング幅寸法を転写ベルト１１幅寸法と同一もしくは広く設定することにより、補強テープ７０はもちろん、転写ベルト１１に対しても余分な負荷を生じることがない。スムーズなベルト搬送がなされ、ベルト蛇行が極力抑制され、かつ転写ベルト１１全面のクリーニングが十分に行われる。

つぎに、第６の実施の形態について、図１１にもとづいて説明する。
転写ベルト１１に対して感光体ドラム３と、感光体ドラム３上の画像領域および給電部を構成する転写ローラ２３が、転写ベルト１１の中心線に対して左右対称に配置される。ここでは、転写ベルト１１の両側端部で、かつこの転写材搬送裏面である内面全周に亘って、転写ベルト１１を補強する補強テープ７０が貼着される。

例１として、転写ベルト１１の幅寸法Ｌｂを３４６ｍｍとし、この端面のカット精度は真直度５０μｍ以内とする。転写ベルト１１の両側端部で、かつ内側面全周に亘って、この端縁から５ｍｍのところに幅寸法が１０ｍｍの補強テープ７０を貼着した場合、補強テープ７０相互間隔寸法Ｌｔは３１６ｍｍとなる。

前記転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒは３０８ｍｍ、感光体ドラム３の幅寸法Ｌｏは３１２ｍｍ、感光体ドラム３上に形成されるトナー像の幅寸法Ｌｄは３０５ｍｍに、それぞれ設定される。
この構成により、転写ベルト１１の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ７０端部の外側にあり、補強テープ７０の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、かつ駆動ローラ１３の幅寸法Ｌｋと、従動ローラ１５の幅寸法Ｌｊと、トナー像幅寸法Ｌｄ、および転写ローラ２３の幅寸法Ｌｒとの間で、Ｌｔ＞Ｌｋと、Ｌｔ＞Ｌｊと、Ｌｔ＞Ｌｒ＞Ｌｄの全ての条件を満足する関係にある。

したがって、補強テープ７０により転写ベルト１１の内表面にできた凹凸と、転写ローラ２３あるいは、転写ベル１１と駆動ローラ１３、および転写ベルト１１と従動ローラ１５との間で機械的干渉がなく、スムーズなベルト搬送がなされる。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。

本発明の一実施の形態を示す、４連ドラムタンデム方式カラー画像形成装置の概略の構成図。 第１の実施の形態を示す、転写ベルトと、ベルト搬送機構の構成図。 同実施の形態を示す説明図。 第２の実施の形態を示す説明図。 第３の実施の形態を示す説明図。 同実施の形態の断面図。 第４の実施の形態を示す説明図。 同実施の形態を示す断面図。 同実施の形態の変形例を示す断面図。 第５の実施の形態を示す説明図。 第６の実施の形態を示す説明図。

符号の説明

３…像担持体（感光体ドラム）、Ｐ…転写材（用紙）、１１…転写ベルト、２３…給電部（転写ローラ）、１３…ベルト付勢手段（従動ローラ）、６０…ベルト受け手段（寄り止め規制ガイド）、７０…補強テープ。

Claims (4)

1. トナー像が形成される像担持体と、この像担持体と転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する給電部を備え、前記転写材上に像担持体のトナー像を転写する手段とを具備した画像形成装置において、
   前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
   このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
   所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され、転写ベルト両側端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
   前記転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、前記補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、
   １．０ ＜ βｔ／βｂ ＜ １．１
   の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
2. 互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
   前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
   このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトを受けてこの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
   所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
   前記転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、前記補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、
   １．０ ＜ βｔ／βｂ ＜ １．１
   の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
3. トナー像が形成される像担持体と、この像担持体と転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する給電部を備え、前記転写材上に像担持体のトナー像を転写する手段とを具備した画像形成装置において、
   前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
   このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
   所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送裏面である内面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
   前記転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、前記補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、
   ０．９ ＜ βｔ／βｂ ＜ １．０
   の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
4. 互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
   前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
   このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
   所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送裏面である内面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
   前記転写ベルトの線熱膨張率をβｂ、前記補強テープの線熱膨張率をβｔとしたとき、
   ０．９ ＜ βｔ／βｂ ＜ １．０
   の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。

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