JP2011059259A

JP2011059259A - 画像形成装置

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Publication number: JP2011059259A
Application number: JP2009207101A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Iinuma; 潔飯沼
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】薄い転写材が転写搬送ベルトで搬送される場合でも、転写材に対する転写抜けを抑制し、転写材を転写搬送ベルトから容易に分離できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１と、転写搬送ベルト１０と、転写搬送ベルト１０を介して感光体ドラム１に対向して配置され、感光体ドラム１から静電トナー像を転写材Ｐに転写させる転写帯電器１１と、転写搬送ベルト１０が懸架され、転写帯電器１１よりも転写材Ｐの搬送方向の下流側に配置され、転写材Ｐを転写搬送ベルト１０から分離する分離ローラ１４と、転写搬送ベルト１０が懸架され、転写帯電器１１及び分離ローラ１４の間に配置される懸架ローラ１３と、を備え、懸架ローラ１３は、軸方向で中央側が端部側よりも径が小さい逆クラウン形状で形成され、分離ローラ１４は、軸方向で中央側が端部側よりも径が大きいクラウン形状で形成される画像形成装置１００を構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電像を担持する像担持体と、転写材を担持しつつ搬送する転写搬送ベルトと、転写搬送ベルトが懸架された複数のローラと、を備える画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式が適用された画像形成装置が知られている。こうした画像形成装置に関する発明として特許文献１に記載の発明が開示されている。特許文献１に記載の画像形成装置は感光体ドラムを有している。感光体ドラムの外周は帯電器によって一様に帯電され、感光体ドラムの外周には露光ランプ及び露光装置によって光線が照射され、感光体ドラムの表面には静電像が形成される。この静電像に現像器からトナーが転移されて感光体ドラムの表面にはトナー像が形成される。

一方で、転写材は、給送トレイからレジストローラによって搬送経路に供給され、吸着帯電器及び吸着帯電器対向ローラによって転写ベルトに静電的に吸着されつつ搬送され、転写帯電器によって感光体ドラム上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された転写材は、転写ベルトにおける転写材の搬送方向の下流側に配置された分離コロナ帯電器によって徐電されて静電吸着力が減衰されることにより、転写ベルトから分離される。前述の如く、転写材が転写ベルト上に静電吸着で搬送されることによって、画像の書き出し位置がずれるレジずれ、並びに、感光体ドラム及び転写材の速度がずれて起こる画像伸縮等の画像形成上の不具合（以下、「画像ズレ」という）が防止される。トナー像が転写された転写材は、定着器で加熱及び加圧されてトナー像が定着された後に装置本体の外に排出される。

近年、こうした画像形成装置の市場では、コスト面でニーズのある薄い転写材（６０ｇ／ｍ^２未満）への対応が求められており、製造メーカー各社は記録メディアの坪量仕様を広げてきている。

特開２００１−３３５１７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、薄い転写材にトナー像を転写した場合には、薄い転写材が一般的に剛性が弱い（腰が弱い）傾向にあることから、問題が生じる。すなわち、転写材が転写搬送ベルトから分離しようとする力（転写材の腰）が、転写材が転写搬送ベルトに静電吸着する静電吸着力に負けてしまうために、転写搬送ベルトに対する転写材の分離が困難となる。

また、薄い転写材を転写搬送ベルトから分離するためには、分離コロナ帯電器によって転写材を徐電する方法がある。但し、このような分離方法では、コロナ放電に伴うオゾン発生によって、転写搬送ベルトが劣化し、環境への弊害が懸念される。

さらに、薄い転写材を転写搬送ベルトから分離するためには、分離ローラを小径化すること、転写搬送ベルトに対する非接触式分離爪を設けること等の方法がある。但し、このような分離方法では、薄い転写材の分離効果が不十分となる。

また、薄い転写材を転写搬送ベルトから分離するためには、転写搬送ベルトに対する接触式分離爪を設ける方法がある。但し、このような分離方法では、薄い転写材に対する分離効果が十分であるが、分離爪の先端が磨耗して分離爪が短寿命化したり、分離爪が接触している転写搬送ベルトの表面が磨耗して短寿命化したりする弊害がある。

本発明は、薄い転写材が転写搬送ベルトに担持されつつ搬送される場合であっても、転写材に対する転写抜けを抑制すると共に、転写材を転写搬送ベルトから容易に分離することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、静電像を担持する像担持体と、転写材を担持しつつ搬送する転写搬送ベルトと、前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体から静電像を転写材に転写させる転写ローラと、前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写ローラよりも転写材の搬送方向の下流側に配置され、前記転写材を前記転写搬送ベルトから分離する分離ローラと、前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写ローラ及び前記分離ローラの間に配置される懸架ローラと、を備え、前記懸架ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が小さい逆クラウン形状で形成され、前記分離ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が大きいクラウン形状で形成されることを特徴とする。

本発明の他の画像形成装置は、静電トナー像を担持する像担持体と、転写材を担持しつつ搬送する転写搬送ベルトと、前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体から静電トナー像を転写材に転写させる転写帯電器と、前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器よりも転写材の搬送方向の下流側に配置され、前記転写材を前記転写搬送ベルトから分離する分離ローラと、前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器及び前記分離ローラの間に配置される懸架ローラと、を備え、前記懸架ローラ及び前記分離ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が小さい逆クラウン形状で形成されることを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、分離ローラがクラウン形状又は逆クラウン形状で形成されることから、転写搬送ベルトを介して転写材に剛性（転写材に腰）が付与されて、薄い転写材であっても転写材が転写搬送ベルトから容易に分離される。また、懸架ローラが逆クラウン形状で形成されることから、転写搬送ベルトを介して転写材が転写材の搬送方向と直交する転写材の幅方向に延ばされて、像担持体から転写材に静電トナー像が転写される場合に、転写抜けが抑制される。その結果、薄い転写材が転写搬送ベルトに担持されつつ搬送される場合であっても、転写材に対する転写抜けが抑制されると共に、転写材が転写搬送ベルトから容易に分離される。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。転写搬送ベルト及び分離ローラの構成を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図等である。転写搬送ベルトの上で転写材の波打ちが生じた状況を示す斜視図等である。実施例３に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。転写搬送ベルト、分離ローラ、懸架ローラの構成を示す概略平面図である。転写搬送ベルトの上で転写材の波打ちが生じた状況を示す斜視図等である。実施例１〜４及び比較例１〜２の分離ローラに基づく薄い転写材の分離性、並びに、トナーを定着した転写材のシワに関する性能評価結果を示すグラフである。本発明の他の実施例に係る画像形成装置の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る画像形成装置１００の構成を示す断面図である。図１に示されるように、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（以下、単に「装置本体１００Ａ」という）を備える。画像形成装置１００は、装置本体１００Ａの内部に、静電トナー像を担持する『像担持体』である感光体ドラム１を備え、感光体ドラム１の表面には静電トナー像が形成される。感光体ドラム１に隣接する位置には、転写材Ｐを担持しつつ搬送する転写搬送ベルト１０が配置されている。転写材Ｐが転写搬送ベルト１０に担持されつつ搬送されると、転写材Ｐには感光体ドラム１の表面に形成された静電トナー像が転写され、更に、転写材Ｐには定着装置９によって熱及び圧力が印加されて画像が形成される。

感光体ドラム１の外周には、一次帯電器２、露光装置３、現像器４、転写帯電器１１、及びクリーナ５が対向するように配置されている。装置本体１００Ａの上方部には、前述の露光装置３の構成要素である図示しない光源装置やポリゴンミラーが設置されている。感光体ドラム１の外周面は、一次帯電器２によって一様に帯電される。一方で、露光装置３の内部の光源装置から発せられたレーザ光をポリゴンミラーを回転して走査し、その走査光の光束を反射ミラーによって変更し、ｆθレンズにより感光体ドラム１の母線上に集光して露光する。これにより、感光体ドラム１の外周面には、画像信号に応じた静電像が形成される。現像器４には、ネガ帯電極性を有する非磁性トナーとポジ帯電極性を有する磁性キャリアが所定の混合比で混合された現像剤が所定量で充填されている。感光体ドラム１上の静電像に対して、現像器４は静電的にトナーを転移させることで可視トナー像を形成する。転写帯電器１１は、転写搬送ベルト１０を介して感光体ドラム１に対向して配置され、感光体ドラム１から静電トナー像を転写材Ｐに転写させるようになっている。

転写材Ｐは給送カセット８０から供給され、レジストローラ対６に搬送される。レジストローラ対６は転写材Ｐの斜行を矯正すると共に、画像形成と同期して転写材Ｐを『転写材担持手段』である転写搬送ベルト１０に搬送し、感光体ドラム１と転写搬送ベルト１０が当接して対向する転写部に順次送られる。

転写搬送ベルト１０は、伸縮可能な弾性特性を有しており、ヤング率は１ＧＰａ未満のものが望ましく、実施例１においては１００ＭＰａのものを用いた。転写搬送ベルト１０の材質は、導電性ウレタン系ゴムの基層に、フッ素系の表層コートが施されており、転写搬送ベルト１０の総厚は０．５００ｍｍ以上が望ましく、実施例１では１．００ｍｍとした。転写搬送ベルト１０の抵抗値は、表面抵抗率１０^１２Ω・ｃｍ、体積抵抗率１０^１０Ω・ｃｍ（ＪＩＳ−Ｋ６９１１法準拠プローブを使用、印加電圧１００Ｖ、印加時間６０ｓｅｃ、２３℃５０％ＲＨ）。転写搬送ベルト１０は、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトによって無端ベルトとし、駆動ローラ１２及び従動回転する分離ローラ１４に張架されている。また、転写搬送ベルト１０の内部には、転写帯電器１１と分離ローラ１４の間、かつ、分離ローラ１４の直近の上流側に従動回転する懸架ローラ１３を設けている。駆動ローラは、外径φ１８ｍｍのＳＵＳ製芯金の周囲に厚み１．５ｍｍの導電性（体積抵抗値＜１０^５Ω・ｃｍ以下）のゴムを成形したものを用いた。実施例１では、分離ローラ１４及び懸架ローラ１３をスムーズに従動回転させるためには、２つのローラの外径が「分離ローラ１４＜懸架ローラ１３」となっていることが望ましい。そのために、実施例１では、外径は、分離ローラ１４ではφ１９ｍｍ、懸架ローラ１３ではφ２１ｍｍのＳＵＳ製のローラを用いた。

図２（ａ）は、転写搬送ベルト１０及び分離ローラ１４の構成を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２（ａ）に示されるように、転写搬送ベルト１０を懸架している分離ローラ１４の両端部はテーパ形状（テーパ角θ＝３０°〜４０°）で形成されている。テーパ角は分離ローラ１４のクラウン面に対するテーパ角である。なお、懸架ローラ１３及び駆動ローラ１２の両端部は、分離ローラ１４と同様にテーパ形状で形成されている。転写搬送ベルト１０の長手方向（レーザ光による感光体ドラム１の表面への画像書き込み主走査方向と平行な方向）の寸法は３つのローラすなわち分離ローラ１４、懸架ローラ１３及び駆動ローラ１２の両端部のテーパ部に架かるように設定する。こうすることで転写搬送ベルト１０の寄り制御（転写搬送ベルト１０を幅方向で、分離ローラ１４、懸架ローラ１３、駆動ローラ１２の中央側に寄らせる制御）が自動でなされる構成となっている。また、ここでは、分離ローラ１４、懸架ローラ１３及び駆動ローラ１２の『軸方向の長さ』である軸方向長さＬが、例えば、テーパ部を除いた長さで、Ｌ＝３４５±５ｍｍ程度のものを用いた。

ここで、図１に戻って、画像形成装置１００の構成を更に説明していく。転写搬送ベルト１０が駆動ローラ１２によって回転して一定速度に達すると、転写材Ｐがレジストローラ対６から転写搬送ベルト１０に送り出され、転写材Ｐがレジストローラ対６から転写搬送ベルト１０に送り出され、転写材Ｐが転写部へ向けて搬送される。これと同時に画像書き出し信号がＯＮとなり、それを基準としてあるタイミングで感光体ドラム１に対して画像形成を行う。その後、転写部にて転写帯電器１１に定電圧又は定電流の転写バイアスが印加されることにより、感光体ドラム１上に形成されたトナー像が転写材Ｐに転写される。転写帯電器１１にはコロナ放電のような非接触帯電器、または、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電ブレードのような帯電部材を用いた接触帯電器を用いることができるが、実施例１においては帯電ローラを用いた。帯電ローラは、φ７．０ｍｍの導電性の芯金と厚さ３．５ｍｍｔの中抵抗の抵抗値を有するＥＰＤＭ発泡弾性層からなる。ローラ硬度（ＡｓｋｅｒＣ）は３０°である。また、帯電ローラの抵抗値は、４．９Ｎ（５００ｇ重）の荷重の下で接地に対して該ローラを５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、芯金に１０００Ｖの電圧を印加して測定された電流の関係から求められる。その帯電ローラの抵抗値は約１０^６Ω（２３℃／５０％ＲＨ）であった。

転写材Ｐはレジストローラ対６から転写搬送ベルト１０上に送り出されると、直ちに吸着部材である吸着帯電器７と対向ローラである吸着帯電器対向ローラ８によって転写搬送ベルト１０と共に挟持される。そして、吸着帯電器７によって電界あるいは電荷付与されることによって、転写搬送ベルト１０に静電的に保持搬送される。このように吸着帯電器７と吸着帯電器対向ローラ８によって転写材Ｐと転写搬送ベルト１０を共に挟持することにより、転写材Ｐのコシに打ち勝つ押圧力を付与して、転写材Ｐと転写搬送ベルト１０との密着性を向上させている。

トナー像を転写された転写材Ｐは、転写搬送ベルト１０の搬送方向下流部にある分離ローラ１４にて、転写搬送ベルト１０から分離されて定着装置９へと搬送される。定着装置９は、定着ローラ９２、加圧ローラ９１と、その夫々をクリーニングする耐熱性クリーニング部材とを備える。また、定着装置９は、その各ローラの内部に設置された加熱ヒータと、定着ローラ９２にジメチルシリコンオイルなどの離型剤オイルを塗布する塗布ローラと、そのオイル溜めと、加圧ローラ９１の表面温度を検知して定着温度を制御するサーミスタとから構成される。転写材Ｐは、定着装置９で加熱及び加圧されることによりトナー像が定着され、装置本体１００Ａの外の不図示の排出トレイに排出されて積載される。

トナー像を転写した後の感光体ドラム１は、表面に残留したトナーをクリーナ５によって除去され、次の画像形成に供される。また、転写材Ｐを分離した後の転写搬送ベルト１０は、転写材担持側に設置された導電性ファーブラシ５１と、その対向として設置された駆動ローラ１２とを当接する。このことにより、転写搬送ベルト１０上に残留したトナー及びその他の異物を清掃すると共に、蓄積した電荷の除去（除電）を行っている。導電性ファーブラシ５１としては、導電性ウェブ（不織布）を用いることもできる。

図２（ｂ）は、転写搬送ベルト１０、分離ローラ１４、懸架ローラ１３の構成を示す概略平面図である。この図２（ｂ）を参照し、転写材Ｐを転写搬送ベルト１０から分離する分離機構に関して説明する。図２（ｂ）に示される分離ローラ１４は、転写搬送ベルト１０が懸架され、転写帯電器１１よりも転写材Ｐの搬送方向（転写搬送ベルト１０の回転方向）の下流側に配置され、転写材Ｐを転写搬送ベルト１０から分離する機能を有する。また、懸架ローラ１３は、転写搬送ベルト１０が懸架され、転写帯電器１１及び分離ローラ１４の間に配置される。そして、懸架ローラ１３は、軸方向で『中央側』の長手方向中央部１３ａが『端部側』の長手方向両端部１３ｂよりも径が小さい逆クラウン形状で形成されている。また、分離ローラ１４は、軸方向で『中央側』の長手方向中央部１４ａが『端部側』の長手方向両端部１４ｂよりも径が大きいクラウン形状で形成されている。

前述した懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の外径は、以下の寸法に設定された。懸架ローラ１３は、前述したように逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１３ａの外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部１３ｂの外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定されている。分離ローラ１４は、前述したように正クラウン形状で形成され、長手方向中央部１４ａの外径がφ１９．６０ｍｍ、長手方向両端部１４ｂの外径がφ１９．００ｍｍ（正クラウン量＝０．３０ｍｍと定義）に設定されている。また、懸架ローラ１３と分離ローラ１４の中心間距離は６０．０ｍｍに設定した。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１４の長手方向両端部１４ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。

懸架ローラ１３は逆クラウン形状で形成されることが望ましい。仮に懸架ローラ１３が正クラウン形状であると、転写搬送ベルト１０が懸架ローラ１３を通過する際に、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度分布が、ベルト幅方向で、幅方向中央部１０ａ程速く、幅方向両端部１０ｂ程遅くなる。その結果、転写搬送ベルト１０は、転写帯電器１１から懸架ローラ１３に亘り、転写搬送ベルト１０の幅方向両端部１０ｂから幅方向中央部１０ａに向かって寄る動きが発生して転写搬送ベルト１０の表面が波打ちを生じ易くなる。転写帯電器１１と懸架ローラ１３に渡る領域にて転写搬送ベルト１０の表面に波打ちが発生した場合には、転写部におけるトナー像の転写性に悪影響を及ぼす可能性が有る。

しかし、懸架ローラ１３が逆クラウン形状で形成されることで、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度分布は、幅方向中央部１０ａ程遅く、幅方向両端部１０ｂ程速くなる。その結果、転写搬送ベルト１０は幅方向中央部１０ａから幅方向両端部１０ｂへと寄る動き（転写搬送ベルト１０が幅方向中央部１０ａから幅方向両端部１０ｂへと伸ばされる動き）となるために、前述した転写部における弊害は抑制できる。転写材として薄い転写材Ｐの搬送時、特に２面目などの転写材Ｐのシワ（転写材Ｐの波打ち現象）が発生している場合には、転写材Ｐのシワを伸ばす方向に作用するために効果的である。しかし、逆クラウン量を大きくとり過ぎると転写部において転写材Ｐのシワが発生しやすくなり、転写不良となる。よって、実施例１では、転写材Ｐのシワが発生しない程度の逆クラウン量に設定している。懸架ローラ１３の逆クラウン量の設定値としては、０．０５ｍｍ≦逆クラウン量≦０．１５ｍｍが望ましい。

また、分離ローラ１４が正クラウン形状で形成され、前述した懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の外径形状とする。そうすることで、図２（ｂ）に示されるように、懸架ローラ１３から分離ローラ１４の間で、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度分布は、幅方向中央部１０ａほど早く、幅方向両端部１０ｂほど遅くなる。この時、転写搬送ベルト１０はゴムの伸縮特性により、長手方向の相対速度ムラを吸収することで、転写搬送ベルト１０自体が波打つことは無い。

図３（ａ）は、転写搬送ベルト１０の上で転写材Ｐの波打ちが生じた状況を示す斜視図である。図３（ｂ）は、転写搬送ベルト１０の上で転写材Ｐの波打ちが生じた状況を示す断面図である。例えば、転写搬送ベルト１０により担持搬送されている転写材Ｐは、特に薄い転写材Ｐの場合（６０ｇ／ｍ^２未満、特に５０ｇ／ｍ^２未満の転写材Ｐ）には、転写材Ｐの剛性が低い（腰が弱い）ために、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度ムラの影響を受ける。そして、転写材Ｐは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す様な転写材Ｐの波打ちを生じる。

しかし、転写材Ｐの波打ちは転写材Ｐ自体の剛性を高める作用を及ぼす。その結果、転写搬送ベルト１０上にて波打ちが生じた転写材Ｐ（薄い転写材Ｐ）は、分離ローラ１４において、転写材Ｐと転写搬送ベルト１０の間の静電吸着力に勝り、転写搬送ベルト１０から分離搬送される。転写材Ｐが普通紙や厚紙（６０ｇ／ｍ^２以上）といった比較的剛性の高い（転写材Ｐの腰が強い）場合には、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度ムラに影響されずらくなるために、転写材Ｐの波打ちは発生しなくなる傾向にある。しかし、転写材Ｐ自体（普通紙や厚紙）が持つ剛性力が、転写材Ｐと転写搬送ベルト１０の間の静電吸着力に勝り、転写搬送ベルト１０から分離搬送される。

実施例２の画像形成装置の構成のうち実施例１の画像形成装置１００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例２が実施例１と異なる点は、分離ローラ１４の正クラウン形状において、特に、「分離ローラ１４の長手方向中央部１４ａの外径及び長手方向両端部１４ｂの外径の差分」すなわち正クラウン量が実施例１の正クラウン量よりも大きく設定される点である。

以下に、実施例２の懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の外径寸法を示す。懸架ローラ１３は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１３ａの外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部１３ｂの外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。分離ローラ１４は、正クラウン形状で形成され、長手方向中央部１４ａの外径がφ１９．９０ｍｍ、長手方向両端部１４ｂの外径がφ１９．００ｍｍ（正クラウン量＝０．４５ｍｍと定義）に設定される。また、懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の中心間距離は６０．０ｍｍに設定された。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１４の長手方向両端部１４ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。

このことから分かるように、実施例１の分離ローラ１４の正クラウン量＝０．３０ｍｍに対して、実施例２の分離ローラ１４の正クラウン量＝０．４５ｍｍとなっている。このために、懸架ローラ１３から分離ローラ１４の間の転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度差（中央部と両端部の差）はより大きくなる。よって、転写材Ｐが薄い転写材Ｐの場合、転写材Ｐには実施例１の構成よりも強い歪みを受けるために、より顕著な波打ちが発生する。その結果、実施例１に比べてより薄い転写材Ｐが転写搬送ベルト１０から分離することができた。

比較例１

比較例１の画像形成装置の構成のうち実施例１の画像形成装置１００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。比較例１が実施例１と異なる点は、分離ローラ１４の正クラウン形状において、特に、「分離ローラ１４の長手方向中央部の外径及び長手方向両端部の外径の差分」すなわち正クラウン量が実施例１及び２の正クラウン量よりも大きく設定される点である。

以下に、比較例１の懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の外径寸法を示す。懸架ローラ１３は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部の外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部の外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。分離ローラ１４は、正クラウン形状で形成され、長手方向中央部の外径がφ２０．２０ｍｍ、長手方向両端部の外径がφ１９．００ｍｍ（正クラウン量＝０．６０ｍｍと定義）に設定される。また、懸架ローラ１３及び分離ローラ１４の中心間距離は６０．０ｍｍに設定された。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１４の長手方向両端部１４ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。

このことから分かるように、実施例２の分離ローラ１４の正クラウン量＝０．４５ｍｍに対して、比較例１の分離ローラ１４の正クラウン量＝０．６０ｍｍとなっている。図３（ｂ）（ｃ）では、実施例１や実施例２の正クラウン量が図３（ｂ）で示す寸法Ｒに相当し、比較例１の正クラウン量が図３（ｃ）で示す寸法Ｓに相当し、寸法Ｓ＞寸法Ｒの関係となっている。このために、懸架ローラ１３から分離ローラ１４の間の転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度差（中央部と両端部の差）はより大きくなる。

図３（ｃ）は、転写搬送ベルト１０の上で転写材Ｐにシワ状の波打ちが発生している状況を示す断面図である。比較例１の分離ローラ１４の正クラウン量＝０．６０ｍｍによって、図３（ｃ）に示されるように、転写搬送ベルト１０の波打ちが発生した。転写材Ｐが薄い転写材Ｐの場合には、シワ状に波打ちが発生した転写搬送ベルト１０に沿う様に、転写材Ｐにはシワ状の波打ちが発生する。転写材Ｐ（薄い転写材Ｐ）の転写搬送ベルト１０からの分離性は良好であるが、下流工程に存在する定着装置９を通過する際に転写材Ｐが折れ曲がる跡（転写材Ｐのシワ）がついてしまう場合があった。

図４は、実施例３に係る画像形成装置３００の構成を示す断面図である。実施例３の画像形成装置３００の構成のうち実施例１の画像形成装置１００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例３の画像形成装置３００が実施例１の画像形成装置１００と異なる点は、分離ローラ１４に替えて分離ローラ１５が用いられ、この分離ローラ１５が逆クラウン形状で形成されている点である。すなわち、懸架ローラ１３及び分離ローラ１５は、軸方向で『中央側』である長手方向中央部が『端部側』である長手方向両端部よりも径が小さい逆クラウン形状で形成される点である。こうした構成が装置本体３００Ａの内部に設けられている。

以下に実施例３の懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の外径寸法を示す。懸架ローラ１３は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１３ａの外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部１３ｂの外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。分離ローラ１５は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１５ａの外径がφ１９．００ｍｍ、長手方向両端部１５ｂの外径がφ１９．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。また、懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の中心間距離は６０．０ｍｍに設定した。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１５の長手方向両端部１５ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。また、ここでいう逆クラウン量は、図６（ｂ）の寸法Ｔに相当する。

図５は、転写搬送ベルト１０、分離ローラ１５、懸架ローラ１３の構成を示す概略平面図である。懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の外径形状を前述した通りとすることで、図５に示されるように、懸架ローラ１３から分離ローラ１５の間で、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度分布は、幅方向中央部１０ａほど遅く、幅方向両端部１０ｂほど速くなる。この時、転写搬送ベルト１０はゴムの伸縮特性により、長手方向の相対速度ムラを吸収することで、転写搬送ベルト１０自体が波打つことは無い。

図６（ａ）は、転写搬送ベルト１０の上で転写材Ｐの波打ちが生じた状況を示す斜視図である。図６（ｂ）は、転写搬送ベルト１０の上で転写材Ｐの波打ちが生じた状況を示す断面図である。例えば、転写搬送ベルト１０で担持されつつ搬送される転写材Ｐは、特に薄い転写材Ｐ（６０ｇ／ｍ^２未満、特に５０ｇ／ｍ^２未満の転写材Ｐ）の場合、転写材Ｐの剛性が低い（腰が弱い）ために、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度ムラの影響を受ける。そして、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す様な転写材Ｐの波打ちを生じる。

しかし、転写材Ｐの波打ちは転写材Ｐ自体の剛性を高める作用を及ぼす。その結果、転写搬送ベルト１０上にて波打ちが生じた転写材Ｐ（薄い転写材Ｐ）は、分離ローラ１５において、転写材Ｐと転写搬送ベルト１０の間の静電吸着力に勝り、転写搬送ベルト１０から分離されて搬送される。転写材Ｐが普通紙や厚紙（６０ｇ／ｍ^２以上）といった比較的剛性の高い（転写材Ｐの腰が強い）場合には、転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度ムラに影響されずらくなるために、転写材Ｐの波打ちは発生しなくなる傾向にある。しかし、転写材Ｐ自体（普通紙や厚紙）が持つ剛性力が、転写材Ｐと転写搬送ベルト１０の間の静電吸着力に勝り、転写搬送ベルト１０から分離搬送される。

実施例４の画像形成装置の構成のうち実施例３の画像形成装置３００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例４が実施例３と異なる点は、分離ローラ１４の逆クラウン形状において、特に、「分離ローラ１５の長手方向中央部１５ａの外径及び長手方向両端部１５ｂの外径の差分」すなわち逆クラウン量が実施例３の逆クラウン量よりも大きく設定される点である。

以下に、実施例４の懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の外径形状を示す。懸架ローラ１３は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１３ａの外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部１３ｂの外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。分離ローラ１５は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１５ａの外径がφ１９．００ｍｍ、長手方向両端部１５ｂの外径がφ１９．５０ｍｍ（逆クラウン量＝０．２５ｍｍと定義）に設定される。また、懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の中心間距離は６０．０ｍｍに設定された。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１５の長手方向両端部１５ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。

このことから分かるように、実施例３の分離ローラ１５の逆クラウン量＝０．１０ｍｍに対して、実施例４の分離ローラ１５の逆クラウン量＝０．２５ｍｍとなっている。そのために、懸架ローラ１３から分離ローラ１５の間の転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度差（中央部と両端部の差）はより大きくなる。よって、転写材Ｐが薄い転写材Ｐの場合、転写材Ｐは実施例３の構成よりも強い歪みを受けるために、より顕著な波打ちが発生する。その結果、実施例３に比べてより薄い転写材Ｐに対しても転写搬送ベルト１０から分離することが出来た。

比較例２

比較例２の画像形成装置の構成のうち実施例３の画像形成装置３００と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。比較例１が実施例３と異なる点は、分離ローラ１５の逆クラウン形状において、特に、「分離ローラ１５の長手方向中央部１５ａの外径及び長手方向両端部１５ｂの外径の差分」すなわち逆クラウン量が実施例３及び４の逆クラウン量よりも大きく設定される点である。

以下に、比較例２の懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の外径形状を以下に示す。懸架ローラ１３は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部１３ａの外径がφ２１．００ｍｍ、長手方向両端部の外径がφ２１．２０ｍｍ（逆クラウン量＝０．１０ｍｍと定義）に設定される。分離ローラ１５は、逆クラウン形状で形成され、長手方向中央部の外径がφ１９．００ｍｍ、長手方向両端部の外径がφ１９．８０ｍｍ（逆クラウン量＝０．４０ｍｍと定義）に設定される。また、懸架ローラ１３及び分離ローラ１５の中心間距離は６０．０ｍｍに設定した。なお、前述の懸架ローラ１３の長手方向両端部１３ｂ及び分離ローラ１５の長手方向両端部１５ｂの外径の寸法を示すにあたっては、テーパ形状の部分を除いた両端部の寸法で例示した。

このことから分かるように、実施例４の分離ローラ１５の逆クラウン量＝０．２５ｍｍに対して、比較例２の分離ローラの逆クラウン量＝０．４０ｍｍとなっている。このために、懸架ローラ１３から分離ローラ１５の間の転写搬送ベルト１０の長手方向の相対速度差（中央部と両端部の差）はより大きくなる。

その結果、比較例２では、前述した比較例１の時と同様に、概略として図３（ｃ）に示されるのと同様に、転写搬送ベルト１０の波打ちが発生した。転写材Ｐが薄い転写材Ｐの場合には、シワ状に波打ちが発生した転写搬送ベルト１０に沿う様に、転写材Ｐにはシワ状の波打ちが発生する。転写材Ｐ（薄い転写材Ｐ）の転写搬送ベルト１０からの分離性は良好であるが、下流工程に存在する定着装置９を通過する際に転写材Ｐが折れ曲がる跡（転写材Ｐのシワ）がついてしまう場合があった。

図７は、実施例１〜４及び比較例１〜２の分離ローラに基づく薄い転写材Ｐの分離性、並びに、トナーを定着した転写材Ｐのシワに関する性能評価結果を示すグラフである。薄い転写材Ｐの分離性については、分離不良が無く転写材Ｐの詰まりが発生しなかった場合を○とした。また、分離不良発生により転写材Ｐの詰まりが発生することがあるがほとんどその現象が発生しなかった場合を△とした。さらに、分離不良発生により転写材Ｐの詰まりが発生した場合を×とした。トナーを定着した転写材Ｐのシワは、排送トレイ上に出力された転写材Ｐに対して、目視判断で転写材Ｐのシワが発生していなければ○、転写材Ｐのシワが発生している場合には×とした。

薄い転写材Ｐの分離性に対しては、懸架ローラと分離ローラのクラウン量（逆／正、又は、逆／逆）の差分が大きい程分離性は良い傾向にあった。一方、定着された転写材Ｐのシワについては、クラウン量の差分が大きい程悪い傾向にあった。

本比較検討の結果より、分離ローラ１４（正クラウン形状）の好ましいクラウン量の設定値としては、「０．２５ｍｍ≦クラウン量≦０．６５ｍｍ」、より好ましくは、「０．２５ｍｍ＜クラウン量＜０．６５ｍｍ」となる。また、分離ローラ１５（逆クラウン形状）の好ましい逆クラウン量の設定値としては「０．０５ｍｍ≦逆クラウン量≦０．４５ｍｍ」、より好ましくは、「０．０５ｍｍ＜クラウン量＜０．４５ｍｍ」となる。

［他の実施例］
図８は、本発明の他の実施例に係る画像形成装置５００の構成を示す断面図である。図８に示されるように、他の実施例に係る画像形成装置５００の構成は実施例１〜４の構成とほぼ同一であり、装置本体５００Ａの内部には、転写材Ｐの搬送方向に対して、転写搬送ベルト１０の下流側かつ定着装置９の上流側に、定着入口ガイド９３を備えている。そして、定着入口ガイド９３の最上流位置に、転写材Ｐの転写搬送ベルト１０からの分離を補助するための分離爪９４を、転写搬送ベルト１０に対して非接触配置したものである。特に転写材Ｐが薄い転写材Ｐの場合には、分離爪９４により転写搬送ベルト１０からの分離搬送性をより安定化することができる。なお、定着入口ガイド９３は、実施例１〜４の画像形成装置にも設けられている。

また、本発明の分離補助機構を備えた転写搬送ベルトは、『転写搬送ベルト』である中間転写体を有する画像形成装置に適用することもできる。

以上のように、実施例１〜４及び他の実施例の構成によれば、以下の効果が得られる。すなわち、分離ローラ１４がクラウン形状で形成され、分離ローラ１５が逆クラウン形状で形成されるので、転写搬送ベルト１０を介して転写材Ｐに剛性（転写材Ｐに腰）が付与されて、薄い転写材Ｐであっても転写材Ｐが転写搬送ベルト１０から容易に分離される。また、懸架ローラ１３が逆クラウン形状で形成されることから、転写搬送ベルト１０を介して転写材Ｐが転写材Ｐの搬送方向と直交する転写材Ｐの幅方向に延ばされて、感光体ドラム１から転写材Ｐに静電トナー像が転写される場合に、転写抜けが抑制される。その結果、薄い転写材Ｐが転写搬送ベルト１０に担持されつつ搬送される場合であっても、転写材Ｐに対する転写抜けが抑制されると共に、転写材Ｐが転写搬送ベルト１０から容易に分離される。なお、転写搬送ベルト１０に対する転写材Ｐの分離性能に関しては、従来技術のように、転写搬送ベルト１０に対して分離爪が接触する構成ではないことから、転写搬送ベルト１０の劣化及び磨耗は防止される。

１感光体ドラム（像担持体）
１０転写搬送ベルト
１１転写帯電器
１３懸架ローラ
１４分離ローラ
１００画像形成装置

Claims

静電トナー像を担持する像担持体と、
転写材を担持しつつ搬送する転写搬送ベルトと、
前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体から静電トナー像を転写材に転写させる転写帯電器と、
前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器よりも転写材の搬送方向の下流側に配置され、前記転写材を前記転写搬送ベルトから分離する分離ローラと、
前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器及び前記分離ローラの間に配置される懸架ローラと、を備え、
前記懸架ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が小さい逆クラウン形状で形成され、前記分離ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が大きいクラウン形状で形成されることを特徴とする画像形成装置。
静電トナー像を担持する像担持体と、
転写材を担持しつつ搬送する転写搬送ベルトと、
前記転写搬送ベルトを介して前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体から静電トナー像を転写材に転写させる転写帯電器と、
前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器よりも転写材の搬送方向の下流側に配置され、前記転写材を前記転写搬送ベルトから分離する分離ローラと、
前記転写搬送ベルトが懸架され、前記転写帯電器及び前記分離ローラの間に配置される懸架ローラと、を備え、
前記懸架ローラ及び前記分離ローラは、軸方向で中央側が端部側よりも径が小さい逆クラウン形状で形成されることを特徴とする画像形成装置。