JP2010009039A - 改良された中間転写ベルトおよびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト効率がよく、ずれることなく動作することができる改良された中間転写ベルトを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像担持体３上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト４上に第１転写する第１の転写装置５と、中間転写ベルト４上に転写されたトナー画像を転写媒体Ｐ上に第２転写する第２の転写装置６とを備え、中間転写ベルト４は、中間転写ベルトに直に形成された１以上のステアリングリブ４１を有する。
【選択図】図２

Description

本実施の形態は、一般的に、改良された中間転写ベルトおよびその製造方法に関する。より特別には、本実施の形態は、別のステアリングリブを使用する必要がないように、１以上のステアリングリブがベルト内に形成されてなる中間転写ベルトに関する。

電子写真印刷は周知であり、一般的に文書を複写し又は印刷するのに使用される方法である。電子写真印刷は、実質的に均一に帯電した感光体上に所望文書の光画像表現を露光することによって行われる。この光画像に応答して感光体は放電し、感光体表面上に所望文書の静電潜像を形成する。次にトナーをこの潜像に付着させトナー画像を形成する。次にトナー画像を感光体から受容基材、たとえば、紙シート上に転写する。転写されたトナー画像を次に、通常熱および／または圧力を用いて基材に定着させる。次に、感光体表面の残留現像剤を除去し、別の画像形成の準備のために再帯電させる。

上記では一般的に白黒電子写真印刷装置について記載している。電子写真印刷は、カラー画像を形成するのに使用される各色のトナーで上記処理を繰返すことによって、カラー画像を形成することもできる。たとえば、感光体表面を第１の色、たとえば、ブラックを表す光画像に露光することができる。得られた静電潜像を次に、ブラックトナー粒子で現像してブラックトナー層を形成することができ、次にこれを受容基材上に転写する。次にこの処理を第２の色、たとえば、イエローについて、次いで第３の色、たとえば、マゼンタについて、および最後に第４の色、たとえば、シアンについて繰返すことができる。トナー層を位置合わせしながら重ね合わせて配置したときに、所望の複合カラートナー画像が形成されこれを受容基材上に定着させる。

上記のカラー印刷法は、カラートナー層を直接基材上に重ね合わせるものである。別の電子写真印刷システムは中間転写ベルトを用いる。このようなシステムでは、連続したトナー層を感光体から中間転写ベルトに位置合わせしながら重ね合わせて静電転写する。複合トナー画像が中間転写ベルト上に形成された後、この画像を基材上に転写し定着させる。しかし、装置全体の構造の要求を満たすのに必要ならば、或る電子写真印刷システムは、トナーをベルトに及びベルトから転写する複数の中間転写ベルトを使用する。

作動時に、中間転写ベルトをトナー画像担持部材、たとえば、感光体ベルトと接触させる。接触ゾーンでは、静電界発生装置、たとえば、コロトロン、バイアス転写ロール、バイアスブレード等が静電界を発生させ、トナーを中間転写ベルト上に転写させる。次に、中間転写ベルトを受容体と接触させる。同様の静電界発生装置は次に、トナーを中間転写ベルトから受容体に転写させる。システムに依存して、受容体は別の中間転写部材または基材でもよく、この上にトナーを最終的に定着させる。いずれの場合も、転写ゾーン内および付近の静電界の制御はトナー転写の重要な要因である。

中間転写ベルトを使用するシステムでは、画像形成装置は、中間転写ベルトおよびこれを駆動する駆動ロールだけでなく、中間転写ベルトが駆動ロール上でずれるのを防ぐため、またはベルトのジグザグな動きを防ぐためのステアリングリブを備えてもよい。常套的に、リブは別個に製造され、次いで中間転写ベルトの背面にたとえば、接着剤で取り付けられる。このシステムが直面する一般的問題はベルトから離れてリブがずれることである。このずれは接着の失敗や接着剤の劣化の結果として生じうる。さらに、リブ材料はかなりコスト高で、したがって、画像形成装置全体のコストを押し上げる。

このように、コスト効率がよく、ずれることなく動作することができる改良された中間転写ベルトについての要求がある。

ここで示される実施の形態によれば、別のステアリングリブを使用する必要がないように、１以上のステアリングリブがベルト内に形成されてなる改良された中間転写ベルト、およびその製造方法を提供する。

特に、或る実施形態は中間転写ベルトを提供するものであり、ここで中間転写ベルトは、直接中間転写ベルト内に形成された１以上のステアリングリブを備える。

また、実施の形態は画像形成装置を提供するものであり、画像形成装置は、画像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に第１転写する第１の転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー画像を転写媒体上に第２転写する第２の転写装置とを備え、ここで中間転写ベルトは、直接中間転写ベルト内に形成された１以上のステアリングリブを備える。

さらに、実施の形態は画像形成装置を提供するものであり、画像形成装置は、画像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に第１転写する第１の転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー画像を転写媒体上に第２転写する第２の転写装置と、中間転写ベルトを駆動する１以上の駆動ロールとを備え、ここで中間転写ベルトは、直接中間転写ベルト内に形成された１以上のステアリングリブを備えており、駆動ロールは１以上のリブを受ける受容溝を有する。

また別の実施の形態は、画像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に第１転写する第１の転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー画像を転写媒体上に第２転写する第２の転写装置とを備え、中間転写ベルトが、直接中間転写ベルト内に形成された１以上のステアリングリブを有している改良された画像形成装置を作製する方法を提供するものであり、この方法は、ベルト材料を所望長さに切断し、切断したベルト材料の端部を重ね合わせ、切断したベルト材料の端部を所定位置に保持し超音波ホーンを用いて端部を溶接してシームレス中間転写ベルトを形成し、シームレス中間転写ベルトをラジアルホーンとアンビル間に通してシームレス中間転写ベルト内に直接一体化ステアリングリブを形成することを含む。

本実施の形態をより理解するために、添付の図面を参照することができる。

図１は、中間転写ベルトを用いた従来の画像形成装置を模式的に示す図である。 図２は、本実施形態に従う駆動ロールおよび中間転写ベルトを備える構造において、駆動ロールと中間転写ベルトとが接触することを示す断面図である。 図３Ａは、本実施形態に従う中間転写ベルトを形成する方法を模式的に示す図である。 図３Ｂは、本実施形態に従う中間転写ベルトを示す断面図である。

中間転写ベルトを用いた従来からの画像形成装置を図１に示す。図示するように、静電潜像担持体の表面（明細書の記載では感光体ドラムの形体を取る）１を帯電器２によって均一に帯電させ、レーザ光Ｌを用いてスキャンして、第１の色の画像信号が規定する静電潜像を潜像担持体表面上に形成する。感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転すると、潜像は移動して現像ユニット３の第１の色の現像装置に対向する位置に達し、第１の色の現像装置によってトナー画像Ｔへと現像される。トナー画像Ｔを担持した感光体ドラム１はさらに回転する。

中間転写ベルト４は、感光体ドラム１の周速と実質的に同じ速度で、トナー現像動作と同調して移動する。第１の画像転写セクションでは、感光体ドラム１が中間転写ベルト４と接触する位置の真下で、第１の画像転写ロール５を中間転写ベルト４と接触させて配置し、トナー画像Ｔを感光体ドラム１から中間転写ベルト４上に転写電界下で第１転写し、転写電界は第１の画像転写ロール５へと印加され、転写電界の極性はトナー帯電極性の逆である。ここで、第１の画像転写サイクルは完了する。

中間転写ベルト４が移動すると、中間転写ベルト４上に第１転写されたトナー画像は移動して第２の画像転写ロール６が配置されてなる第２の画像転写セクションに達する。フルカラー画像形成装置では、潜像形成ステップから第１の画像転写ステップまでの処理を所定回数（一般的にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色について）繰返し、これによって多色トナー画像を中間転写ベルト４上に重ね合わせフルカラートナー画像を形成する。

多色画像を形成するために、現像ユニット３は４色現像装置、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック現像装置３−１〜３−４を含む回転装置で構成される。このように構成された現像ユニット３は、感光体ドラム１上に形成されたその色の潜像を、カラートナー画像へと順次現像する。

感光体ドラム１上に担持された第１の色のトナー画像を、第１の画像転写セクションにおいて、ドラムから中間転写ベルト４上に転写した後、次のステップを実行する。すなわち、感光体ドラム１の表面上に残ったトナーをクリーナ７によって除去し、表面を放電器（図示せず）によって再帯電し、第２の色用の静電潜像をその上に形成する。第２の色の潜像を、第１の色の潜像を現像したのと同様に、第２の色のトナー画像へと現像する。第２の色のトナー画像を、中間転写ベルト４上に既に転写されている第１のトナー画像上に重ね合わせて転写する。第３およびその後の色のトナー画像を、中間転写ベルト４上に先に転写されているトナー画像上に順次重ね合わせる。最終的に、別のトナー画像上にトナー画像を重ね合わせることによって形成された未定着の多色トナー画像を中間転写ベルト４上に形成する。

第１転写された多色トナー画像を担持した中間転写ベルト４が第２の画像転写セクションに達すると同時に、記録媒体、たとえば、記録紙Ｐを用紙トレイ８から第２の画像転写セクションへと給紙する。

記録紙Ｐを、第２の画像転写ロール６と中間転写ベルト４間に挟まれた状態で搬送したら、第２の画像転写ロール６に印加された転写電圧によって生じた転写電界下で、トナー画像を中間転写ベルト４から記録紙Ｐへと転写し、転写電圧の極性はトナー画像の帯電極性の逆である。

第２転写されたトナー画像を有する記録紙Ｐを定着ユニット９に搬送する。定着ユニット９は圧力下でトナー画像を加熱し、これを記録紙Ｐ上に定着させる。ここで画像形成処理は完了する。第２転写されたトナー画像を有する記録紙Ｐを放電させるための放電器（図示せず）を、第２の画像転写ロール６の下流に配置する。

第２の画像転写ロール６は中間転写ベルト４に対して矢印Ｃ方向に進退移動可能である。記録紙Ｐが第２の画像転写ロール６に達したら、第２の画像転写ロール６を中間転写ベルト４に接触させ、記録紙Ｐが第２の画像転写ロール６を離れたら、第２の画像転写ロール６を中間転写ベルト４から分離する。第２の画像転写作業の完了後、第２の画像転写ロール６はその待機位置に戻る。クリーナ１０は中間転写ベルト４に対向して配置され、第２の画像転写ロール６と同様に、中間転写ベルト４に対して進退移動して、記録紙Ｐに転写されずに残ったトナー画像を取り除く。

中間転写ベルト４は駆動ロール１１、アイドルロール１２、第２の画像転写バックアップロール１３およびテンションロール１４を周回し、駆動ロール１１によって矢印Ｂ方向に移動する。中間転写ベルト４は制御部材（図示せず）を備え、各種ロール、たとえば、駆動ロール１１において各ロールの軸方向について注視しながら中間転写ベルト４の位置を制御する。

駆動ロール１１の表面は高摩擦材料でコートされ、クリーナ１０および第２の画像転写ロール６による負荷が中間転写ベルト４に与えられたときに、中間転写ベルト４が駆動ロール１１上でずれるのを防ぐ。

中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置では、（カラートナー画像を重ね合わせて転写することによって形成された）複合トナー画像を記録媒体に転写する。したがって、カラートナー画像を潜像担持体から記録媒体上に直接連続的に転写する画像転写法では本質的である各色トナー画像間での位置ずれおよび画像乱れを効果的に防ぐことができる。

中間転写ベルトが移動する際の中間転写ベルト４の周速の変動を防止し、中間転写ベルト４を駆動ロール１１上のたとえば、その軸方向における所定位置に制御し、中間転写ベルト４の端部で生じる破損を防止するために、各種考案がなされている。

常套的には、リブが別個に製造され、次いで中間転写ベルトの背面にたとえば、接着剤で取り付けられる。このシステムが直面する一般的問題はベルトから離れてリブがずれることである。このずれは取り付けの失敗や取り付け剤の劣化の結果として生じうる。さらに、リブ材料はかなりコスト高で（たとえば、稼動フィート当たり５ドル）、したがって、画像形成装置全体のコストを押し上げる。本実施形態は、中間転写ベルトがずれなく動作することができるコスト効率のよい方法を提供するものである。

図２は、駆動ロール１１および中間転写ベルト４を含む実施形態を示す断面図である。図示するように、ベルト４は、ベルトに形成された１以上のステアリングリブ４１を有する。駆動ロール１１はその表面上にベルト４を案内するのを助ける１以上の受容溝１７を備える。溝１７は、駆動ロール１１だけでなく、リブ４１と関連させて他の関連ロールに形成することもできる。駆動ロール１１の摩擦係数は、中間転写ベルト４の摩擦係数と異なるように選択されて、各個々の溝１７におけるリブ４１のグリップを改善してもよい。駆動ロール１１用に使用される材料は高摩擦のものであって、中間転写ベルト４がずれるのをさらに防止してもよい。駆動ロール１１はアルミニウム、ゴム等およびその混合物からなるものでもよい。ベルト４の材料は、たとえば、熱可塑性樹脂または他の同様の材料からなる群から選択されてもよい。

リブ４１を、中間転写ベルト４の内側表面、たとえば、ベルト４の画像担持表面の反対側表面の両端部に設けてもよい。テープ１８を、中間転写ベルト４の端部を補強するための補強部材として設けてもよく、たとえば、中間転写ベルト４の画像担持表面の外側両端部上に接着する。各テープは５０〜１００μｍの厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであってもよい。

さらに実施形態では、中間転写ベルトは多くの方法で形成された溶接シームを有してもよい。たとえば、中間転写ベルトを超音波溶接してもよい。中間転写ベルトは溶接オーバーラップシーム（ｗｅｌｄｅｄ ｏｖｅｒｌａｐ ｓｅａｍ）、溶接マイターカットシーム（ｗｅｌｄｅｄ ｍｉｔｅｒ ｃｕｔ ｓｅａｍ）、およびイメージエーブルシーム（ｉｍａｇｅａｂｌｅ ｓｅａｍ）からなる群から選択されるシームを有してもよい。

他の実施形態では、中間転写ベルトは、約５０μｍ〜約１５０μｍ、または約７０μｍ〜約９０μｍの厚さを有する。１以上のリブは、約２ｍｍ〜約１０ｍｍ、または約５ｍｍ〜約８ｍｍの幅を有する。１以上のリブは、約１ｍｍ〜約３ｍｍ、または約１ｍｍ〜約２ｍｍの深さを有する。

実施形態では、中間転写ベルト４を用いて改良された画像形成装置を形成し、画像形成装置は、画像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に第１転写する第１の転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー画像を転写媒体上に第２転写する第２の転写装置とを備え、ここで中間転写ベルトは、直接中間転写ベルトに形成された１以上のステアリングリブを備えてなる。さらに画像形成装置は、中間転写ベルトを駆動する１以上の駆動ロールを備え、駆動ロールは１以上のリブを受け入れる受容溝を含んでもよい。

さらなる実施形態では、改良された中間転写ベルトを作製する方法も提供する。図３Ａで示すように、ウェブを準備し１箇所以上で溶接し中間転写ベルト４を形成することを含む方法によって、中間転写ベルトを形成する。次にホーン４３とアンビル４４を有する超音波アクチュエータ４２を中間転写ベルト４に適用して、ホーン４３とアンビル４４の間に中間転写ベルト４を通過させ、中間転写ベルト４に１以上のリブ４１を直に形成する。図３Ｂに示すように、１以上のリブ４１が中間転写ベルト４の周囲または外側縁４５に沿って延伸するようにリブ４１を形成する。

実施形態では、ラジアル超音波アクチュエータを用いてベルト材料内にリブを形成する。ラジアルホーンとアンビル間にウェブを通すことによって、中間転写ベルトを形成するためのウェブにステアリングリブを直接形成することができる。これにより、分離したステアリングリブを取り付ける必要がなくなる。その結果、取り付けの失敗、たとえば、リブをベルトに取り付けるのに使用される接着剤の劣化の可能性がさらに取り除かれる。なお、ホーンは回転することができるので、ベルトを溶接した後にリブを形成することができる。また、ホーンは形成されるリブの特定の要望に合わせて各種パターンを備えてなるものであってもよい。

リブを形成する前にベルトシームを溶接する場合には、ベルト材料を所定長さに切断し、次いでその端部を重ね合わせる。端部を所定位置に保持し超音波溶接機が溶接を行う。このときに、リブをベルト上に形成することができる。本実施形態で使用されうるシームのタイプには、オーバーラップ、マイターまたはイメージエーブルシームがある。

１ 感光体ドラム、４ 中間転写ベルト、５ 第１の画像転写ロール、６ 第２の画像転写ロール、１１ 駆動ロール、１７ 受容溝、４１ ステアリングリブ。

Claims (4)

1. 画像担持体上に形成されたトナー画像を中間転写ベルト上に第１転写する第１の転写装置と、
   中間転写ベルト上に転写されたトナー画像を転写媒体上に第２転写する第２の転写装置とを備え、
   中間転写ベルトが、中間転写ベルトに直に形成された１以上のステアリングリブを有する、
   画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   中間転写ベルトを駆動する１以上の駆動ロールをさらに備え、駆動ロールは１以上のリブを受け入れる受容溝を含むことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   中間転写ベルトは超音波溶接されることを特徴とする画像形成装置。
4. 中間転写ベルトに直に形成された１以上のステアリングリブを備えてなる画像形成装置用中間転写ベルト。

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