JP2009036959A - ベルト搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルト部材を掛け渡すロール部材が移動した場合にベルト部材に生じる斜行を抑制する。
【解決手段】図中矢印A方向に回転する中間転写ベルト21は、中間転写ベルト21の回転方向上流側からクリーナ対向ロール23、一次転写上流側ロール24、一次転写下流側ロール25、テンションロール26、駆動されるバックアップロール22の順に配置される各種ロール部材に掛け回されている。そして、中間転写ベルト21の張力調整に使用されるテンションロール26は、バックアップロール22とによって中間転写ベルト21に形成される第1の面P1、および一次転写下流側ロール25とによって中間転写ベルト21に形成される第2の面P2のうち、その回転方向長さが短い(L1<L2)第1の面P1に沿って移動する。
【選択図】図2

Description

本発明は、ベルト搬送装置および画像形成装置に関わる。
例えば電子写真方式を採用した画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写等のプロセスにより画像形成を行っている。そして、これらの各プロセスにおいて、例えば現像後に形成されたトナー像を保持する感光体ベルトや、トナー像が転写される転写ベルト、トナー像を記録する記録材を搬送する用紙搬送ベルト等のベルト部材を複数のロール部材に掛け渡したいわゆるベルト搬送装置が適宜用いられている。さらに、このベルト搬送装置において、例えばベルト部材の張力を調整したり、ベルト部材の回転軌道を変更させたりするために、複数のロール部材のうちの一部のロール部材をベルト部材に対して移動させるように構成した技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−347697号公報
ところで、ベルト部材に対してこのベルト部材を掛け渡すロール部材が移動した場合、移動したロール部材が本来意図した位置に配置されず、例えばベルト部材のベルト面に対してわずかに傾斜してしまうことがある。そして、ロール部材にこのような傾斜が生じると、このロール部材に掛け渡されたベルト部材がこのロール部材の軸方向に移動しようとするため、ベルト部材にいわゆる斜行が生じることになってしまう。
本発明は、ベルト部材を掛け渡すロール部材が移動した場合にベルト部材に生じる斜行を抑制することを目的とする。
請求項1に係る発明は、回転するベルト部材と、前記ベルト部材を掛け渡す第1のロール部材と、前記第1のロール部材から第1の距離だけ離れて設けられ、当該第1のロール部材とともに前記ベルト部材を掛け渡し、当該第1のロール部材に向けて移動する第2のロール部材と、前記第2のロール部材から前記第1の距離よりも長い第2の距離だけ離れて設けられ、当該第2のロール部材とともに前記ベルト部材を掛け渡す第3のロール部材とを含むベルト搬送装置である。
請求項2に係る発明は、前記第1のロール部材は前記ベルト部材を回転駆動する駆動ロールであることを特徴とする請求項1記載のベルト搬送装置である。
請求項3に係る発明は、前記第2のロール部材は前記第1のロール部材よりも前記ベルト部材の回転方向上流側に配置されることを特徴とする請求項2記載のベルト搬送装置である。
請求項4に係る発明は、前記第2のロール部材は前記ベルト部材にかかる張力を調整する張力調整ロールであることを特徴とする請求項1記載のベルト搬送装置である。
請求項5に係る発明は、前記ベルト部材を挟んで前記第1のロール部材と対向する位置で当該ベルト部材に接触配置され、当該ベルト部材への付着物を除去する清掃部材をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のベルト搬送装置である。
請求項6に係る発明は、複数の画像形成部と、複数の前記画像形成部にて形成された像を保持して搬送する中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを掛け渡す第1のロール部材と、前記第1のロール部材とともに前記中間転写ベルトを掛け渡し、当該第1のロール部材との間で当該中間転写ベルトに第1の面を形成し、当該第1の面に沿って移動する第2のロール部材と、前記第2のロール部材とともに前記中間転写ベルトに前記第1の面よりも当該中間転写ベルトの回転方向距離が長い第2の面を形成する第3のロール部材とを含む画像形成装置である。
請求項7に係る発明は、前記中間転写ベルトを挟んで前記第1のロール部材と対向する位置で当該中間転写ベルトに接触配置され、当該中間転写ベルトに保持された像を記録材に転写する転写部材をさらに含むことを特徴とする請求項6記載の画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、複数の前記画像形成部は像が形成される像保持体および当該像保持体に形成された像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部材をそれぞれ備え、前記第2のロール部材は前記中間転写ベルトの回転軌跡を変えることで当該中間転写ベルトに接触する前記像保持体の数を変更する軌跡変更ロールであることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置である。
請求項1記載の発明によれば、ベルト部材を掛け渡す第2のロール部材が移動した場合にベルト部材に生じる斜行を抑制することができる。
請求項2記載の発明によれば、第1のロール部材を駆動ロール以外とした場合と比較して、ベルト部材を掛け渡す第2のロール部材が移動した場合にベルト部材に生じる斜行をさらに抑制することができる。
請求項3記載の発明によれば、第2のロール部材を第1のロール部材よりもベルト部材の回転方向下流側に配置した場合と比較して、ベルト部材を掛け渡す第2のロール部材が移動した場合にベルト部材に生じる斜行をさらに抑制することができる。
請求項4記載の発明によれば、第2のロール部材を移動させてベルト部材にかかる張力を調整した場合にベルト部材に生じる斜行を抑制することができる。
請求項5記載の発明によれば、清掃部材によってベルト部材を清掃することができるとともに、清掃部材と第1のロール部材とによってベルト部材を挟み込むことでベルト部材を斜行させようとする力に抗する力を働かせることが可能になる。
請求項6記載の発明によれば、ベルト部材である中間転写ベルトを掛け渡す第2のロール部材が移動した場合に中間転写ベルトに生じる斜行を抑制することができる。
請求項7記載の発明によれば、転写部材と第1のロール部材とを用いて中間転写ベルト上の画像を記録材に転写することができるとともに、転写部材と第1のロール部材とによって中間転写ベルトを挟み込むことで中間転写ベルトを斜行させようとする力に抗する力を働かせることが可能となる。
請求項8記載の発明によれば、中間転写ベルトに接触する像保持体の数を必要に応じて変更することができるとともに、第2のロールである軌跡変更ロールが移動した場合に中間転写ベルトに生じる斜行を抑制することが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る画像形成装置1の全体構成を示した図である。
画像形成装置1は、画像プロセス系10、用紙搬送系30、スキャナユニット50および制御部60を備える。画像プロセス系10は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色のフルカラー画像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット11(11Y、11M、11C、11K)、および転写ユニット20を有している。
それぞれの画像形成ユニット11(11Y、11M、11C、11K)は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置され、所定の各色トナー像を形成する。また、転写ユニット20は、画像形成ユニット11によって形成された各色トナー像が多重転写され、用紙Pに転写を行う二次転写位置に向けてトナー像を搬送する。なお、これら画像形成ユニット11および転写ユニット20の詳細については後述する。
用紙搬送系30は、記録材としての用紙Pを積載する用紙収容部31から、トナー像の定着後の用紙Pを積載する排紙積載部38まで用紙Pが搬送される搬送路34を有している。そして、この搬送路34上には、送出しロール32、捌きロール33、レジストロール35、二次転写ロール36および排出ロール37が設けられている。また、搬送路34において二次転写ロール36と排出ロール37との間には、トナー像の二次転写が行われた用紙Pに対して、熱および圧力を用いて用紙Pにトナー像を定着させる定着器40が設けられている。
送出しロール32は、用紙収容部31から用紙Pを取り上げて、搬送路34に向けて供給する。また、捌きロール33は、送出しロール32から供給された用紙Pを1枚ずつに分離して搬送する。レジストロール35は、用紙Pを二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送する。そして、転写部材の一つとして機能する二次転写ロール36は、後述するバックアップロール22に対向し、用紙P上に多重トナー像を二次転写する。排出ロール37は、トナー像の定着後の用紙Pを画像形成装置1の外側に向けて排出する。
スキャナユニット50は、図示しないCCDイメージセンサ等によってプラテンガラスに置かれた原稿の画像あるいは、プラテンガラス上を搬送される原稿の画像を読み取る。
制御部60は、スキャナユニット50から受信した画像データや、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等から受信した画像データに対して所定の画像処理を施す。また、制御部60は、上述した画像プロセス系10および用紙搬送系30における各部の制御も行っている。
なお、画像形成装置1には、画像形成ユニット11に対して各々の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。
次に、画像形成ユニット11(11Y、11M、11C、11K)について、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yを代表例として説明を行う。なお、他の画像形成ユニット11M、11C、11Kは、現像器15に収容されるトナーを除き、イエロー(Y)の画像形成ユニット11Yとほぼ同様の構成を有している。
画像形成ユニット11Yは、トナー像を保持する像保持部として機能する感光体ドラム12を有している。さらに、画像形成ユニット11Yは、この感光体ドラム12の周囲に設けられる帯電器13、露光器14、現像器15、一次転写部材として機能する一次転写ロール16およびドラムクリーナ17を備えている。
帯電器13は、帯電ロールを用いて感光体ドラム12を帯電させる。露光器14は、帯電器13によって帯電された感光体ドラム12に光を照射して、感光体ドラム12上に静電潜像を形成する。そして、現像器15は、帯電器13によって感光体ドラム12上に形成された静電潜像をトナーにより現像する。一次転写ロール16は、後述する中間転写ベルト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。また、ドラムクリーナ17は、転写後に感光体ドラム12上に残ったトナーを除去する。
ベルト搬送装置の一つとしての転写ユニット20は、中間転写ベルト21、各種ロール、ベルトクリーナ29および駆動モータMを有している。
ベルト部材の一つとしての中間転写ベルト21は、第1のロール部材および駆動ロールとして機能するバックアップロール22、クリーナ対向ロール23、一次転写上流側ロール24、第3のロール部材としての一次転写下流側ロール25、第2のロール部材および張力調整ロールとして機能するテンションロール26、とに一定のテンション(張力)で掛け回されている。そして、駆動モータMはバックアップロール22に接続しており、中間転写ベルト21は、バックアップロール22から駆動力を得て図中矢印A方向(時計回り)に回転する。
バックアップロール22は、二次転写ロール36と対向して配置され、中間転写ベルト21上の多重トナー像を用紙Pに転写する際の二次転写位置を形成している。また、バックアップロール22の表面の材料には摩擦係数が高く、所定の弾性力を有するゴム等を用いている。
クリーナ対向ロール23は、バックアップロール22よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられる。そして、クリーナ対向ロール23は、例えばブレード等を中間転写ベルト21の表面に接触させ中間転写ベルト21上に残留したトナー等を除去する清掃部材の一つとして機能するベルトクリーナ29に対向し、中間転写ベルト21のクリーニング位置を形成している。
一次転写上流側ロール24は、クリーナ対向ロール23よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられ、一次転写下流側ロール25は、一次転写上流側ロール24よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられる。これら一次転写上流側ロール24および一次転写下流側ロール25は、各画像形成ユニット11に設けられた4個の一次転写ロール16を挟むように設けられている。そして、一次転写上流側ロール24はイエロー(Y)の一次転写ロール16に対して上流側に、一次転写下流側ロール25は黒(K)の一次転写ロール16に対して下流側に取り付けられる。さらに、中間転写ベルト21には、これら一次転写上流側ロール24および一次転写下流側ロール25によって画像形成ユニット11との一次転写面が形成される。
なお、これらバックアップロール22、クリーナ対向ロール23、一次転写上流側ロール24および一次転写下流側ロール25の回転軸は、中間転写ベルト21に対して相対的に位置が固定されている。
テンションロール26は、一次転写下流側ロール25とバックアップロール22との間、すなわち、一次転写下流側ロール25よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側であってバックアップロール22よりも中間転写ベルト21の回転方向上流側に配置される。テンションロール26は、上述したバックアップロール22、クリーナ対向ロール23、一次転写上流側ロール24および一次転写下流側ロール25とは異なり、中間転写ベルト21に対して相対的に移動可能に取り付けられており、さらにバネ等の弾性部材によって中間転写ベルト21に押し付けられている。これにより、テンションロール26は、中間転写ベルト21に一定の張力(テンション)を与え、中間転写ベルト21が弛まないようにしている。なお、テンションロール26の取り付け位置やその移動方向の設定等の詳細については後述する。
なお、上述した各一次転写ロール16は、中間転写ベルト21に接触しているが、例えば、バックアップロール22、クリーナ対向ロール23、一次転写上流側ロール24、一次転写下流側ロール25およびテンションロール26のようにベルトが掛け回されているロールと比較して、中間転写ベルト21を押さえつけるようには構成されていない。
続いて、画像形成装置1の画像形成動作について説明する。
例えばスキャナユニット50によって読み取られた原稿の画像データや、図示しないPC等から取得した画像データは、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制御部60に送られる。制御部60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、画像形成ユニット11における各々の露光器14に出力される。
各画像形成ユニット11では、各々の感光体ドラム12が帯電器13によって所定の電位に帯電される。また、各画像形成ユニット11の露光器14では、制御部60より入力された色材階調データに応じて、感光体ドラム12に対して光を照射している。画像形成ユニット11における各感光体ドラム12では、帯電された表面が露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、画像形成ユニット11の各々の現像器15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11の各感光体ドラム12上に形成されたトナー像は、各々の一次転写ロール16を用いて中間転写ベルト21上に順次多重転写される。また、転写後の画像形成ユニット11の感光体ドラム12は、ドラムクリーナ17によってクリーニングされる。
一方、用紙搬送系30において、送出しロール32は、画像形成のタイミングに合わせて用紙収容部31から用紙Pを取り出す。そして、捌きロール33により1枚ずつ分離された用紙Pは、搬送路34を経てレジストロール35に搬送され、一旦、停止する。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35が回転し、用紙Pは、バックアップロール22および二次転写ロール36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Pには、圧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中間転写ベルト21の搬送方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された用紙Pは、定着器40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37によって画像形成装置1の上部に設けられた排紙積載部38に排出される。一方、二次転写後の中間転写ベルト21は、ベルトクリーナ29によってクリーニングされ、次のプロセスに備える。
図2は、転写ユニット20におけるテンションロール26について説明するための図である。なお、図2には、バックアップロール22を駆動する駆動モータMも示している。
次に、図2を参照して、予め行った実験(後述)から得られた知見に基づいて定められたテンションロール26の取り付け位置やその移動方向の設定等について説明する。
この例において、中間転写ベルト21には、テンションロール26とバックアップロール22とによって第1の面P1が形成され、テンションロール26と一次転写下流側ロール25とによって第2の面P2が形成される。ここで、第1の面P1の回転方向の長さである第1の距離L1は、第2の面P2の回転方向の長さである第2の距離L2よりも短く設定される。
また、テンションロール26は、中間転写ベルト21に形成された第1の面P1に沿ってスライド自在に配置される。そして、弾性部材は、バックアップロール22から遠ざかる側にテンションロール26を押している。これにより、例えば中間転写ベルト21にかかるテンションが低下した場合、テンションロール26は第1の面P1に沿ってバックアップロール22から遠ざかるB方向へと移動する。一方、例えば中間転写ベルト21にかかるテンションが増加した場合、テンションロール26は第1の面P1に沿ってバックアップロール22に近づくB’方向へと移動する。
以上より、本実施の形態におけるテンションロール26は、以下に示す条件を満足するように配置されていることになる。
(1)テンションロール26は、テンションロール26等によって中間転写ベルト21に形成される面(第1の面P1または第2の面P2であるが、この例では第1の面P1)に沿って移動するように配置される。
(2)テンションロール26は、テンションロール26等によって中間転写ベルト21に形成される第1の面P1および第2の面P2のうち、その回転方向長さが短い(L1<L2)第1の面P1に沿って移動するように配置される。
(3)テンションロール26は、隣接して配置される一次転写下流側ロール25およびバックアップロール22のうち、駆動モータMによって駆動されるバックアップロール22に近づくあるいは遠ざかるように配置される。
(4)テンションロール26は、駆動モータMによって駆動されるバックアップロール22よりも中間転写ベルト21の回転方向上流側に配置される。
次に、転写ユニット20におけるテンションロール26の取り付け位置やその移動方向の設定等を上記のよう決定した根拠となる実験について説明する。
本実験の目的は、例えばテンションロール26のように中間転写ベルト21(ベルト)に対して移動可能に取り付けられたロールが、ベルトに対して本来の意図とは異なる角度となる所謂ミスアライメントした場合に、装置の条件(各ロール間の位置関係、ベルト回転方向等)の違いによるベルトの斜行の特性を明らかにすることである。
図3は、実験機100のパターンを説明するための図である。
図3に示すように、本実験に利用した実験機100は、ベルト121、駆動ロール122、傾斜ロール123および固定ロール124で構成されている。そして、ベルト121は、これら3本のロールに掛け回されており、いわゆる直角三角形状をしている。
なお、この実験機100において、ベルト121は中間転写ベルト21に、駆動ロール122はバックアップロール22に、傾斜ロール123はテンションロール26に、そして固定ロール124は一次転写下流側ロール25に、それぞれ対応している。
駆動ロール122は、ベルト121に対して回転駆動を与える。また、駆動ロール122の表面には、対応するバックアップロール22と同様、摩擦係数が高く、所定の弾性力を有するゴムを用いている。
傾斜ロール123は、例えば実施の形態1におけるテンションロール26のような移動可能ロールが移動した結果、ミスアライメントを生じたという状態を模擬したものである。よって、傾斜ロール123は、その軸受け部にシム(金属板)が挿入されており、意図的にミスアライメントするように構成されている。また、傾斜ロール123のミスアライメント方向は、水平方向(以下、X方向という)および鉛直方向(以下、Z方向という)の2種類とした。なお、この傾斜ロール123のミスアライメント方向は、テンションロール26の移動方向に対応するものである。
また、傾斜ロール123と隣接するロール(駆動ロール122あるいは固定ロール124)とにより形成されるベルト121面のうち、ベルト回転方向の距離が短くなる方を短辺SSとよび、距離が長くなる方を長辺LSとよぶ。さらに、そのときのベルト121面について、短辺SSに対応する面を短い面SPといい、長辺LSに対応する面を長い面LPという。
そして、図3(A)〜(H)に示すように、駆動ロール122、傾斜ロール123および固定ロール124の配置、またはベルト121の回転方向を変えた8種類(パターンA〜パターンH)の実験機100を準備した。さらに、各パターンにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向を2方向(X方向、Y方向)で試して、合計16サンプルのベルト121の斜行量の測定結果を得た。なお、ベルト121の斜行量(以下、斜行量という)は、ベルト121一回転あたりの、ベルト121の回転方向と直交する方向のずれ量である。また、単位は、[μm/cycle]である。
次に、各パターンの実験機100の詳細についてパターンA〜パターンHの順に説明する。
図3(A)に示すパターンAでは、駆動ロール122を図中左下に配置し、傾斜ロール123を駆動ロール122の鉛直上方側に配置し、さらに、固定ロール124を駆動ロール122の水平方向図中右側に配置している。そして、ベルト121の回転方向は、時計回り(図中矢印F方向)とする。よって、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向上流側に駆動ロール122が位置し、ベルト121の回転方向下流側に固定ロール124が位置する。また、ベルト121の短い面SPは傾斜ロール123と駆動ロール122とによって形成され、長い面LPは傾斜ロール123と固定ロール124とによって形成される。なお、以下の説明では、パターンAにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS1とし、Z方向の場合をサンプルS2とする(図4参照)。
図3(B)に示すパターンBは、パターンAと比較して、傾斜ロール123が固定ロール124の鉛直上方側に位置する点で異なる。よって、ベルト121の短い面SPは傾斜ロール123と固定ロール124とによって形成され、長い面LPは傾斜ロール123と駆動ロール122とによって形成される。その他、ベルト121の回転方向、およびベルト121の回転方向における各ロール間の上流、下流の位置関係は、パターンAと同様である。なお、以下の説明では、パターンAにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS3とし、Z方向の場合をサンプルS4とする。
図3(C)に示すパターンCは、各ロールの配置をパターンAと同じにして、ベルト121の回転方向を反時計回り(図中矢印I方向)に変えたものである。よって、パターンCでは、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向上流側に固定ロール124が位置し、ベルト121の回転方向下流側に駆動ロール122が位置する。なお、短い面SPおよび長い面LPの関係は、パターンAと同じである。また、以下の説明では、パターンCにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS5とし、Z方向の場合をサンプルS6とする。
図3(D)に示すパターンDは、各ロールの配置をパターンBと同じにして、ベルト121の回転方向を反時計回り(図中矢印I方向)に変えたものである。よって、パターンDでは、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向上流側に固定ロール124が位置し、ベルト121の回転方向下流側に駆動ロール122が位置する。その他、短い面SPおよび長い面LPの関係は、パターンBと同様である。また、以下の説明では、パターンCにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS7とし、Z方向の場合をサンプルS8とする。
図3(E)に示すパターンEは、パターンAにおける傾斜ロール123と固定ロール124との配置を入れ替えたものである。つまり図中左下に駆動ロール122を配置し、固定ロール124を駆動ロール122の鉛直上方側に配置し、そして傾斜ロール123を駆動ロール122の水平方向図中右側に配置している。よって、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向上流側に固定ロール124が位置し、ベルト121の回転方向下流側に駆動ロール122が位置する。また、ベルト121の短い面SPは傾斜ロール123と駆動ロール122とによって形成され、長い面LPは傾斜ロール123と固定ロール124とによって形成される。なお、以下の説明では、パターンEにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS9とよび、Z方向の場合をサンプルS10とする。
図3(F)に示すパターンFは、上記のパターンEに対して、固定ロール124が傾斜ロール123の鉛直上方側に位置する点で異なる。よって、ベルト121の短い面SPは傾斜ロール123と固定ロール124とによって形成され、長い面LPは傾斜ロール123と駆動ロール122とによって形成される。その他、ベルト121の回転方向、およびベルト121の回転方向における各ロール間の上流、下流の位置関係は、パターンEと同様である。なお、以下の説明では、パターンEにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS11とし、Z方向の場合をサンプルS12とする。
図3(G)に示すパターンGは、各ロールの配置をパターンEと同じにして、ベルト121の回転方向を反時計回り(図中矢印I方向)に変えたものである。よって、パターンGでは、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向の上流側に駆動ロール122が位置し、ベルト121の回転方向の下流側に固定ロール124が位置する。なお、短い面SPおよび長い面LPの関係は、パターンAと同様である。また、パターンGにおいて傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS13とし、Z方向の場合をサンプルS14とする。
図3(H)に示すパターンHは、各ロールの配置をパターンFと同じにして、ベルト121の回転方向を反時計回り(図中矢印I方向)に変えたものである。よって、パターンHでは、傾斜ロール123に対して、ベルト121の回転方向の上流側に駆動ロール122が位置し、ベルト121の回転方向の下流側に固定ロール124が位置する。なお、短い面SPおよび長い面LPの関係は、パターンFと同様である。また、パターンHにおいて、傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向の場合をサンプルS15とし、Z方向の場合をサンプルS16とする。
そして、以上の各パターンの実験機100においてベルト121を回転駆動し、ベルト121に発生する斜行量の計測を行った。
続いて、上記の実験の解析結果について説明を行う。
図4は、サンプルごとに実験機100の条件および斜行量の評価をまとめた図である。なお、図4には、サンプルS1〜S16について傾斜ロール123の条件および斜行量の評価をまとめて表示している。
本発明者は、実験結果を解析するにあたり、傾斜ロール123の条件に関して以下の4点に着目し、各サンプルを分類した。
1点目は、ベルト121に形成される面と傾斜ロール123のミスアライメント方向との関係についてである。なお、以下の説明では、この関係を傾斜方向とよぶ。そして、傾斜ロール123のミスアライメント方向が短い面SPあるいは長い面LPに沿っている場合を「ベルト面」に、短い面SPおよび長い面LPのいずれにも沿っていない場合を「非ベルト面」に、それぞれ分類した。
2点目は、傾斜方向がベルト面であるものにおいて、その対象面が短い面SPであるか長い面LPであるかについてである。なお、以下の説明では、この関係を傾斜対象面とよぶ。そして、傾斜ロール123のミスアライメント方向が短い面SPである場合を「短い面」に、長い面LPである場合を「長い面」に、それぞれ分類した。
3点目は、傾斜方向がベルト面であるものにおいて、その傾斜対象面(短い面SPまたは長い面LP)が駆動ロール122あるいは固定ロール124のどちらによって形成されているかについてである。なお、以下の説明では、この関係を傾斜対象ロールとよぶ。そして、傾斜対象面が傾斜ロール123および駆動ロール122によって形成されている場合を「駆動ロール」に、傾斜ロール123および固定ロール124によって形成されている場合を「固定ロール」に、それぞれ分類した。
4点目は、ベルト121の回転方向と駆動ロール122および傾斜ロール123の位置との関係についてである。なお、以下の説明では、この関係を傾斜ロール位置とよぶ。そして、傾斜ロール123が駆動ロール122よりもベルト121の回転方向上流側に位置する場合を「上流」に、ベルト121の回転方向下流側に位置する場合を「下流」に、それぞれ分類した。
ここで、パターンAにおけるサンプルS1およびサンプルS2を例に、上記の4点に基づく分類を具体的に説明する。
まず、サンプルS1は、傾斜ロール123のミスアライメント方向がX方向である。図3(A)を参照すると、X方向は、短い面SPおよび長い面LPとは異なる方向となっている。したがって、傾斜方向は非ベルト面となる。なお、サンプルS1では、傾斜方向が非ベルト面となるため、傾斜対象面および傾斜対象ロールは特定されない。また、図3(A)を参照すると、傾斜ロール123は、駆動ロール122よりもベルト121の回転方向下流側に設けられていることがわかる。したがって、傾斜ロール位置は下流となる。
一方、サンプルS2は、傾斜ロール123のミスアライメント方向がZ方向である。図3(A)を参照すると、Z方向は、短い面SPと同方向となっている。したがって、傾斜方向はベルト面となる。そして、傾斜対象面は、短い面SPである。また、図3(A)を参照すると、傾斜ロール123とともに傾斜対象面である短い面SPを形成しているのは駆動ロール122である。したがって、傾斜対象ロールは、駆動ロールとなる。さらに、図3(A)を参照すると、傾斜ロール123は、サンプルS1と同様に、駆動ロール122よりもベルト121の回転方向下流側に設けられている。よって、傾斜ロール位置は下流となる。
なお、他のサンプルS3〜S16についても、同様にして分類がなされている。
また、斜行量については3段階で評価し、20以下は◎、20より大きくかつ40以下は○、40より大きいものは×で表示している。なお、上記の数値を目安にした理由は、例えば解像度(この例では中間転写ベルト21に形成するトナー像のドットの間隔)を600dpi(Dot Per Inch)に設定した際に近接したドットの間隔は約40μmとなることに基づいている。さらに、解像度を1200dpiに設定した際には、近接するドットの間隔が約20μmになるためである。
次に、上述した4点に基づいて各サンプルS1〜S16をグループに分類し、それぞれのグループ毎に斜行量の比較を行い、最も斜行量が小さくなるグループの抽出を試みる。
図5および図6は、サンプルのグループ分けと、グループ毎の斜行量の違いについて説明するための図である。
まず、傾斜方向についてサンプルを分類して、それらの斜行量の比較をする。
図5(a)に示すように、グループGA1およびグループGA2は、傾斜方向について分類したものである。まず、グループGA1には、傾斜方向がベルト面となるサンプルが含まれる。よって、グループGA1には、サンプルS2、S4、S6、S8、S9、S11、S12、S13、S15およびS16が該当する。
一方、グループGA2には、傾斜方向が非ベルト面となるサンプルが含まれる。よって、グループGA2には、サンプルS1、S3、S5、S7、S10およびS14が該当する。
そして、図5(c)に示すグループGA1とグループGA2との斜行量を比較する。
なお、図5(c)は、各グループに分類されたサンプルの斜行量の最小値、最大値および平均値をグラフ化したものである(以下、図5(d)、図6(c)、(d)における他のグループの結果についても同様である)。
まず、グループGA1の斜行量の最小値は10、最大値は85、平均値は30となった。これに対して、グループGA2の斜行量の最小値は20、最大値は95、平均値は50であった。両者を比較すると、グループGA1は、グループGA2と比較して、斜行量の最小値、最大値および平均値ともに小さいことが分かる。この結果から、傾斜方向がベルト面である場合は、傾斜方向が非ベルト面方向である場合と比較して、斜行量が小さくなることが分かる。
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、移動に伴ってミスアライメントが発生するおそれのあるテンションロール26を、テンションロール26等によって形成される中間転写ベルト21の面(第1の面P1または第2の面P2であるが、この例では第1の面P1)に沿って移動するように構成している。
次に、上記のグループGA1に対して傾斜対象面に基づいてさらに分類し、それらの斜行量を比較する。
図5(b)に示すように、グループGB1には、傾斜方向がベルト面であり、かつ傾斜対象面が短い面となるサンプルが含まれる。よって、グループGB1には、サンプルS2、S4、S6、S8、S9、S12、S13およびS16が該当する。
一方、グループGB2には、傾斜方向がベルト面であり、かつ傾斜対象面が長い面となるサンプルが含まれる。よって、グループGB2には、サンプルS11およびS15が該当する。
続いて、図5(d)に示すグループGB1とグループGB2との斜行量を比較した結果について説明する。
グループGB1の斜行量の最小値は10、最大値は40、平均値は25である。これに対して、グループGB2の斜行量の最小値は25、最大値は85、平均値は55であった。このように、グループGB1は、グループGB2と比較して、斜行量の最小値、最大値および平均値ともに小さくなることが分かる。このことから、グループGA1に分類されたサンプルのうち、傾斜対象面が短い面である場合には、傾斜対象面が長い面である場合と比較して、斜行量が小さくなることが分かる。
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、テンションロール26を、中間転写ベルト21に形成される第2の面P2ではなく第1の面P1に沿って移動するように構成している。
さらに、上記のグループGB1に対して傾斜対象ロールに基づいてさらに分類し、それらの斜行量の比較を試みる。
図6(a)に示すように、グループGC1には、傾斜方向がベルト面であり、傾斜対象面が短い面であり、かつ傾斜対象ロールが駆動ロールとなるサンプルが含まれる。よって、グループGC1には、サンプルS2、S6、S9およびS13が該当する。
一方、グループGC2には、傾斜方向がベルト面であり、傾斜対象面が短い面であり、かつ傾斜対象ロールが固定ロールとなるサンプルが含まれる。よって、グループGC2には、サンプルS4、S8、S12およびS16が該当する。
そして、図6(c)に示すグループGC1とグループGC2との斜行量を比較した結果について説明する。
グループGC1の斜行量の最小値は10、最大値は35、平均値は20である。これに対して、グループGC2の斜行量の最小値は20、最大値は40、平均値は30であった。このように、グループGC1は、グループGC2と比較して、斜行量の最小値、最大値および平均値ともに小さくなることが分かる。このことから、グループGB1に分類されたサンプルのうち、傾斜対象ロールが駆動ロールである場合は、傾斜対象ロールが固定ロールである場合と比較して、斜行量が小さくなることが分かった。
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、テンションロール26を、駆動されるバックアップロール22側に近づくあるいは遠ざかるように構成している。
さらにまた、上記のグループGC1に対して傾斜ロール位置に基づいてさらに分類し、それらの斜行量の比較を試みた。
図6(b)に示すように、グループGD1には、傾斜方向がベルト面であり、傾斜対象面が短い面であり、傾斜対象ロールが駆動ロールであり、かつ傾斜ロール位置が上流であるサンプルが含まれる。よって、グループGD1には、サンプルS6およびS9が該当する。
一方、グループGD2は、傾斜方向がベルト面であり、傾斜対象面が短い面であり、傾斜対象ロールが駆動ロールであり、かつ傾斜ロール位置が下流であるサンプルが含まれる。よって、グループGD2には、サンプルS2およびS13が該当する。
続いて、図6(d)に示すグループGD1とグループGD2との斜行量を比較した結果について説明する。
グループGD1の斜行量の最小値は10、最大値は20、平均値は15である。これに対して、グループGD2の斜行量の最小値は25、最大値は35、平均値は30であった。この結果のように、グループGD1は、グループGD2と比較して、斜行量の最小値、最大値、平均値ともに小さいことが分かる。このことから、グループGC1に分類されたサンプルのうち、傾斜ロール位置が上流である場合は、傾斜ロール位置が下流である場合と比較して、斜行量が小さくなることが分かる。
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、テンションロール26を、駆動されるバックアップロール22に対して中間転写ベルト21の回転方向上流側に配置している。
<実施の形態2>
図7は、実施の形態2が適用される画像プロセス系10について説明するための図である。
図7に示すように、実施の形態2が適用される画像プロセス系10の基本構成は、実施の形態1とほぼ同様である。ただし、実施の形態2が適用される画像プロセス系10は、フルカラー印刷時とモノクロ印刷時とで、各感光体ドラム12に対する中間転写ベルト21の回転軌道を切り替える機構(ロール等)を備えた点で異なる。
なお、実施の形態1における画像プロセス系10と同様のものには同一の符号を付してその説明を省略する。
実施の形態2が適用される転写ユニット20において、中間転写ベルト21は、バックアップロール22、第1のロール部材および駆動ロールとして機能するクリーナ対向ロール23、第2のロール部材および軌跡変更ロールとして機能する一次転写上流側ロール24、第3のロール部材として機能する掛渡しロール28、一次転写下流側ロール25、テンションロール26、とに一定のテンション(張力)で掛け回されている。また、実施の形態2において、駆動モータMはバックアップロール22ではなくクリーナ対向ロール23に接続しており、中間転写ベルト21は、クリーナ対向ロール23から駆動力を得て図中矢印A方向(時計回り)に回転する。
バックアップロール22は、実施の形態1と同様に、二次転写ロール36と対向して配置され、中間転写ベルト21上の多重トナー像を用紙Pに転写する際の二次転写位置を形成している。また、クリーナ対向ロール23は、バックアップロール22よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられる。そして、クリーナ対向ロール23は、例えばブレード等を中間転写ベルト21の表面に接触させ、中間転写ベルト21上に残留したトナー等を除去するベルトクリーナ29に対向し、中間転写ベルト21のクリーニング位置を形成している。なお、クリーナ対向ロール23の表面の材料には摩擦係数が高く、所定の弾性力を有するゴム等を用いる。
一次転写上流側ロール24はクリーナ対向ロール23よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられ、掛渡しロール28は一次転写上流側ロール24よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられる。そして、これら一次転写上流側ロール24および掛渡しロール28は、画像形成ユニット11のうちイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の3個の一次転写ロール16(16Y、16M、16C)を挟むように設けられている。このとき、一次転写上流側ロール24はイエロー(Y)の一次転写ロール16Yに対して上流側に取り付けられる。また、掛渡しロール28はシアン(C)の一次転写ロール16Cに対して下流側であって、黒(K)の一次転写ロール16Kの上流側に取り付けられる。そして、中間転写ベルト21には、これら一次転写上流側ロール24および掛渡しロール28によって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像形成ユニット(11Y、11M、11C)との一次転写面が形成される。
また、実施の形態2における一次転写上流側ロール24の回転軸には、不図示の移動機構が接続されている。よって、一次転写上流側ロール24は、中間転写ベルト21に対して相対的に移動可能に設置されている。
一次転写下流側ロール25は、掛渡しロール28よりも中間転写ベルト21の回転方向下流側に設けられる。そして、一次転写下流側ロール25は、黒(K)の一次転写ロール16Kに対して上流側に取り付けられる。つまり、これら掛渡しロール28および一次転写下流側ロール25は、黒(K)の一次転写ロール16Kを挟むように設けられている。よって、中間転写ベルト21には、これら掛渡しロール28および一次転写下流側ロール25により黒(K)の画像形成ユニット11Kとの一次転写面が形成される。
なお、上記のバックアップロール22、クリーナ対向ロール23、一次転写下流側ロール25および掛渡しロール28の回転軸は、中間転写ベルト21に対して相対的に位置が固定されている。
そして、中間転写ベルト21には、一次転写上流側ロール24とクリーナ対向ロール23とによって第1の面Q1が形成され、一次転写上流側ロール24と掛渡しロール28とによって第2の面Q2が形成される。また、第1の面Q1の回転方向の長さである第1の距離Z1は、第2の面Q2の回転方向の長さである第2の距離Z2よりも短く設定される。そして、一次転写上流側ロール24は、不図示の移動機構によって、中間転写ベルト21に形成された第1の面Q1に沿ってスライド自在に配置されている。
次に、図7を参照しながら、フルカラー印刷時とモノクロ印刷時とに応じた、一次転写上流側ロール24による中間転写ベルト21の回転軌跡の切替えについて説明する。
フルカラー印刷の場合、中間転写ベルト21をイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)、黒(K)の各感光体ドラム12に接触した状態にするため、一次転写上流側ロール24は、不図示の移動機構からの駆動力を受けて第1の面Q1に沿ってクリーナ対向ロール23から遠ざかるC方向へと移動する。すると、第2の面Q2は、図7に実線で示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の各感光体ドラム12に接触する。よって、中間転写ベルト21は、実線で示された第2の面Q2を含む軌道上を回転する。またこのとき、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の一次転写ロール16(16Y、16M、16C)は、第2の面Q2に追従して移動し、中間転写ベルト21を介して各感光体ドラム12と対向する。
一方、モノクロ印刷の場合、中間転写ベルト21を黒(K)の感光体ドラム12のみに接触した状態にするため、一次転写上流側ロール24は、不図示の移動機構からの駆動力を受け、第1の面Q1に沿ってクリーナ対向ロール23に近づくC’方向へと移動する。すると、第2の面Q2は、図7に破線で示すように、掛渡しロール28を支点にして、イエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の各感光体ドラム12から離れる方向に移動する。そして、中間転写ベルト21は、破線で示された第2の面Q2を含む軌道上を回転する。また、破線で示すようにイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の一次転写ロール16(16Y、16M、16C)は、第2の面Q2に追従して移動し、各感光体ドラム12から離れる。このとき、掛渡しロール28の存在により、中間転写ベルト21と黒(K)の感光体ドラム12との接触状態は維持される。
このようにして、実施の形態2が適用される画像形成装置1では、フルカラー印刷時と、モノクロ印刷時とで、一次転写上流側ロール24を用いて中間転写ベルト21の回転軌跡を切り替えている。
上述したように、一次転写上流側ロール24は、実施の形態1において説明したテンションロール26と同様に中間転写ベルト21に対して移動可能なロールであり、移動に伴ってミスアライメントする可能性が高い。よって、一次転写上流側ロール24についても、既述した実験によって得られた知見に基づき以下に示す条件を満足するように配置している。
(1)一次転写上流側ロール24は、一次転写上流側ロール24等によって中間転写ベルト21に形成される面(第1の面Q1または第2の面Q2であるが、この例では第1の面Q1)に沿って移動するように配置される。
(2)一次転写上流側ロール24は、一次転写上流側ロール24等によって中間転写ベルト21に形成される第1の面Q1および第2の面Q2のうち、その回転方向長さが短い(Z1<Z2)第1の面Q1に沿って移動するように配置される。
(3)一次転写上流側ロール24は、回転軸が中間転写ベルト21に対して相対的に固定され、隣接して配置されるクリーナ対向ロール23および掛渡しロール28のうち、駆動モータMによって駆動されるクリーナ対向ロール23側に近づくあるいは遠ざかるように配置される。
なお、実施の形態2において一次転写上流側ロール24は、ベルトクリーナ29に対向するクリーナ対向ロール23との距離が短くなるように配置されている、という見方もできる。上述したように、クリーナ対向ロール23はベルトクリーナ29と対向してクリーニング位置を形成しており、このクリーニング位置ではベルトクリーナ29が中間転写ベルト21をクリーナ対向ロール23へ向けて押さえつけている。これにより、クリーナ対向ロール23と中間転写ベルト21との摩擦力は、他のロールと比較して大きくなっている。つまり、クリーニング位置における中間転写ベルト21は、一次転写下流側ロール25との接触位置と比較して、搬送方向に直交する方向にずれにくい。よって、仮に一次転写上流側ロール24がミスアライメントし中間転写ベルト21を斜行させようとする力が生じたとしても、一次転写上流側ロール24に隣接配置されるクリーナ対向ロール23およびベルトクリーナ29によって中間転写ベルト21を押さえつける力が働く。これにより、中間転写ベルト21の斜行がさらに抑制される。
また、実施の形態1において、テンションロール26は、二次転写ロール36に対向するバックアップロール22との距離が短くなるように配置されている、という見方ができる。バックアップロール22は二次転写ロール36と対向して二次転写位置を形成しており、この二次転写位置では二次転写ロール36が中間転写ベルト21をバックアップロール22へ向けて押さえつけている。これにより、バックアップロール22は、掛渡しロール28と比較して、中間転写ベルト21との摩擦力が大きくなっている。つまり、二次転写位置における中間転写ベルト21は、掛渡しロール28との接触位置と比較して、搬送方向に直交する方向にずれにくい。よって、仮にテンションロール26がミスアライメントし中間転写ベルト21を斜行させようとする力が生じたとしても、テンションロール26に隣接して配置されるバックアップロール22および二次転写ロール36によって中間転写ベルト21を押さえつける力が働く。これにより、中間転写ベルト21の斜行がさらに抑制される。
なお、上述した移動可能なロールの取り付け位置やその移動方向の設定に関する構成は、実施の形態に例示した中間転写ベルトに限られるわけではない。例えば、感光体ベルトや、用紙搬送ベルト等であっても、上述した構成を適用することによりベルトの斜行を抑制することができる。
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る。 転写ユニットにおけるテンションロールについて説明するための図である。 実験機のパターンを説明するための図である。 サンプルごとに実験機の条件および斜行量の評価をまとめた図である。 サンプルのグループ分けと、グループ毎の斜行量の違いについて説明するための図である。 サンプルのグループ分けと、グループ毎の斜行量の違いについて説明するための図である。 実施の形態2が適用される画像プロセス系について説明するための図である。
符号の説明
1…画像形成装置、10…画像プロセス系、11…画像形成ユニット、12…感光体ドラム、16…一次転写ロール、20…転写ユニット、21…中間転写ベルト、22…バックアップロール、23…クリーナ対向ロール、24…一次転写上流側ロール、25…一次転写下流側ロール、26…テンションロール、28…掛渡しロール、29…ベルトクリーナ、36…二次転写ロール、M…駆動モータ、100…実験機、121…ベルト、122…駆動ロール、123…傾斜ロール、124…固定ロール

Claims (8)

  1. 回転するベルト部材と、
    前記ベルト部材を掛け渡す第1のロール部材と、
    前記第1のロール部材から第1の距離だけ離れて設けられ、当該第1のロール部材とともに前記ベルト部材を掛け渡し、当該第1のロール部材に向けて移動する第2のロール部材と、
    前記第2のロール部材から前記第1の距離よりも長い第2の距離だけ離れて設けられ、当該第2のロール部材とともに前記ベルト部材を掛け渡す第3のロール部材と
    を含むベルト搬送装置。
  2. 前記第1のロール部材は前記ベルト部材を回転駆動する駆動ロールであることを特徴とする請求項1記載のベルト搬送装置。
  3. 前記第2のロール部材は前記第1のロール部材よりも前記ベルト部材の回転方向上流側に配置されることを特徴とする請求項2記載のベルト搬送装置。
  4. 前記第2のロール部材は前記ベルト部材にかかる張力を調整する張力調整ロールであることを特徴とする請求項1記載のベルト搬送装置。
  5. 前記ベルト部材を挟んで前記第1のロール部材と対向する位置で当該ベルト部材に接触配置され、当該ベルト部材への付着物を除去する清掃部材をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のベルト搬送装置。
  6. 複数の画像形成部と、
    複数の前記画像形成部にて形成された像を保持して搬送する中間転写ベルトと、
    前記中間転写ベルトを掛け渡す第1のロール部材と、
    前記第1のロール部材とともに前記中間転写ベルトを掛け渡し、当該第1のロール部材との間で当該中間転写ベルトに第1の面を形成し、当該第1の面に沿って移動する第2のロール部材と、
    前記第2のロール部材とともに前記中間転写ベルトに前記第1の面よりも当該中間転写ベルトの回転方向距離が長い第2の面を形成する第3のロール部材と
    を含む画像形成装置。
  7. 前記中間転写ベルトを挟んで前記第1のロール部材と対向する位置で当該中間転写ベルトに接触配置され、当該中間転写ベルトに保持された像を記録材に転写する転写部材をさらに含むことを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
  8. 複数の前記画像形成部は像が形成される像保持体および当該像保持体に形成された像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写部材をそれぞれ備え、
    前記第2のロール部材は前記中間転写ベルトの回転軌跡を変えることで当該中間転写ベルトに接触する前記像保持体の数を変更する軌跡変更ロールであることを特徴とする請求項6記載の画像形成装置。
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