JP2013033292A - 画像形成装置及びシート部材を支持手段に取り付ける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー像を担持する回転可能な感光ドラム１と、感光ドラム１からトナー像が転写される移動可能な中間転写ベルト１３と、感光ドラム１の反対側から中間転写ベルト１３に当接するシート部材３２と、感光ドラム１の反対側からシート部材３２を中間転写ベルト１３の方向へ押圧する弾性部材３１と、を備え、シート部材３２に転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１の表面から中間転写ベルト１３へトナー像が転写される画像形成装置において、シート部材３２には、中間転写ベルト１３の移動方向と直交する方向にテンションＦｃが付与される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を採用する画像形成装置には、像担持体としての感光ドラム、感光ドラムの表面を露光して静電潜像を形成する露光装置、及び静電潜像にトナーを供給してトナー像として現像する現像装置、を有するものが広く知られている。

そして、このような装置を有する画像形成装置には、感光ドラム上に現像されたトナー像を転写ベルト上に担持されるシート材に転写する、または中間転写ベルト上に転写する転写工程が備えられている。この転写工程は、シート材を担持する転写ベルト、もしくは中間転写ベルトを挟んで感光ドラムとは反対側に設けられる転写手段によって実行されるものである。

具体的には、転写手段にトナー像とは逆極性のバイアスが印加されることで、感光ドラム上のトナー像を、転写ベルト上のシート材、又は中間転写ベルト上に静電的に転写する。

このような転写手段を備える画像形成装置として、従来より、回転可能に構成される転写ローラ、又はブラシ状の転写ブラシ（特許文献１）を転写手段として備える画像形成装置が知られている。図１１に、従来の転写ローラを備える画像形成装置の概略構成図を示す。

図１１に示す画像形成装置は、感光ドラム１００ａ〜１００ｄのそれぞれが転写ベルトを挟んで転写ローラ８１ａ〜８１ｄに当接し、感光ドラム１００ａ〜１００ｄと転写ローラ８１ａ〜８１ｄのニップ部においてトナー像が転写されるものである。

また、別の転写手段として、シート状の転写部材（以下、転写シートと称する）を、感光ドラムの反対側から転写ベルト、又は中間転写ベルトに当接させて感光ドラム上からトナー像を転写させる構成が知られている（特許文献２）。

特許文献２に開示される従来の転写シートを用いる画像形成装置には、像担持体としての感光体ドラムに対向して転写手段としての転写器が設けられている。そして各々の転写器には、転写シートとそれを支持する支持部材が設けられ、転写シートが転写搬送ベルトの移動方向下流側に傾けられて配置されている。なお、支持部材は弾性部材から形成され、転写シートの裏面から転写シートを弾性的に支持している。

この構成によると、転写シートの自由端側を転写搬送ベルトに摺擦させた状態で、転写シートに所定の転写バイアスを印加することで、感光体ドラムから転写搬送ベルト上の用紙にトナー像を転写することが出来る。

特開平０５−１２７５４６号公報 特許第３３８８５３５号公報

しかしながら、転写手段として転写シートを用いる上記従来の画像形成装置においては、以下に示す課題を生じる。

転写シートを転写ベルト、又は中間転写ベルトに当接させる際には、トナー像を良好な状態で転写するために、両者の接触領域の当接状態を均一にする必要がある。接触状態が均一でない場合は転写不良が生じてしまい、その結果、画像不良を招いてしまう。
さらに、転写シートと転写ベルト、又は中間転写ベルトの当接部分に形成される転写ニップの幅が狭いと、感光ドラムと転写ベルト、又は中間転ベルトとの剥離部において剥離放電が発生し、その結果、画像不良を招いてしまう。

これに対して上記従来の転写シートは、支持部材によって弾性的に支持されることで、転写搬送ベルトに対する接触状態を均一に保ちつつ、所定幅の転写ニップを得るように構成されている。

しかしながら、上記従来の転写シートは、導電剤を混入してなる樹脂シート部材（導電性のナイロン系樹脂）であり、この転写シートが転写搬送ベルトと摺擦することで、転写シートの一部が削れてしまう。その結果、転写シートが削れた部分と削れない部分とで、両者の接触状態が均一にならず、転写不良、及び画像不良が生じてしまう。

また、転写シート自体の抵抗が画像形成装置本体の使用環境によって変動する場合があり、使用環境の条件によっては、転写バイアスを印加した時に転写シートに流れる転写電流が変動してしまう虞がある。すなわち、従来の転写シートでは、使用環境によって転写不良、画像不良が生じる虞がある。

また、転写シートと転写搬送ベルトとの間でスティックスリップが発生し、両者の接触状態が変動し、転写搬送ベルトの搬送方向に転写ムラが生じる虞がある。

一方で、上記課題の対策として、転写シート自体が削れにくく、使用環境による転写シートの抵抗の変動が少なく、スリップが発生しにくい程度に低摩擦なシート状部材を用いる方法がある。このような部材としては、例えば超高分子ポリエチレンが挙げられる。

しかし、上記課題を克服するような材料によって形成される転写シートを用いる場合であっても、線熱膨張係数が大きい場合は、画像形成装置が使用される温度条件の変動によって、転写シートは容易に伸縮する。
そして、このように転写シートが伸縮してしまうと、転写シートが波打ってしまい、その結果、転写ベルト、又は中間転写ベルトとの接触状態が均一でなくなり、転写不良、画像不良を生じてしまう。

すなわち、転写手段として上記従来の転写シートを用いた画像形成装置においては、転写シートと転写ベルト、又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保つことが困難であり、その結果、転写不良、画像不良が生じてしまう。なお、接触状態を均一に保つべく、転写シートの転写ベルト、又は中間転写ベルトに対する当接圧を大きくすることも考えられるが、その場合は転写ベルト、中間転写ベルトの回転トルクが増大してしまう。

上記現状に鑑みて、本発明に係る画像形成装置は、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明においては、
トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される移動可能なベルト体と、
前記像担持体の反対側から前記ベルト体に当接するシート部材と、
前記像担持体の反対側から前記シート部材を前記ベルト体の方向へ押圧する弾性部材と、
を備え、
前記シート部材にバイアスが印加されることで、前記像担持体の表面から前記ベルト体へトナー像が転写される画像形成装置において、
前記シート部材には、
前記ベルト体の移動方向と直交する方向にテンションが付与されることを特徴とする。

また、
トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
前記像担持体からトナー像が転写される記録材を担持する移動可能なベルト体と、
前記像担持体の反対側から前記ベルト体に当接するシート部材と、
前記像担持体の反対側から前記シート部材を前記ベルト体の方向へ押圧する弾性部材と、
を備え、
前記シート部材にバイアスが印加されることで、前記像担持体の表面から前記記録材へトナー像が転写される画像形成装置において、
前記シート部材には、
前記ベルト体の移動方向と直交する方向にテンションが付与されることを特徴とする。

本発明によれば、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置を提供することが可能になる。

第１の実施の形態における転写器の概略構成図 第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図 シート部材にテンションを付与した場合としない場合におけるシート部材の状態を示す図。 シート部材の端部が波打つ状態を示す図 シート幅１０ｍｍのシート部材における歪み量とテンション（ｋｇｆ）の関係図 第１の実施の形態における転写ニップの拡大図 中間転写ベルトからの除電状態を示す図 第２の実施の形態におけるシート部材の概略構成図 第２の実施の形態におけるシート部材の温度差とテンション（ｋｇｆ）の関係図 その他の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図 従来の転写ローラを備える画像形成装置の概略構成図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。

［第１の実施の形態］
図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。

（画像形成装置の全体構成）
まず、図２を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図２に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置は、像担持体としての感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト１３上にトナー像を転写する転写方式を有するものである。

画像形成装置本体には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーに応じた画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋが設けられる。また、各画像形成ステーションには、像担持体としての回転可能な感光ドラム１ａ〜１ｄが設けられている。

感光ドラム１ａ〜１ｄには、感光ドラム１の回転方向から順に、帯電ローラ２ａ〜２ｄ、現像ユニット８ａ〜８ｄ、クリーニングユニット３ａ〜３ｄが設けられており、これらがプロセスカートリッジ９ａ〜９ｄとして一体化されている。なお、４つの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの構成は全て同一であるので、以下、イエローの画像形成ステーションＹの構成のみ説明を行い、他の画像形成ステーション（Ｍ〜Ｋ）の構成の説明は省略する。

感光ドラム１ａは、その表面をＯＰＣによって形成される像担持体であって、不図示の駆動源に駆動されることで図２中矢印方向に回転する。また、感光ドラム１ａは、中間転写ベルト１３（ベルト体）に当接し、中間転写ベルト１３を挟んで感光ドラム１ａと反対側には、転写器１０ａが設けられている。

なお、中間転写ベルト１３は、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄに当接しつつ図２中矢印方向に移動可能に構成され、駆動ローラ１４、２次転写対向ローラ２４、テンションローラ１５に、適当なテンションを与えられて張架される。

本実施の形態における中間転写ベルト１３には、厚さ１０μｍ、体積抵抗率１０^１０ΩｃｍのＰＶＤＦが用いられる。また、駆動ローラ１４には、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０^４Ω、肉厚１．０ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆したФ２５ｍｍのローラ部材が用いられる。

また、張架部材としてのテンションローラ１５には、Ф２５ｍｍのＡｌ金属棒が用いられ、テンションは片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。また、２次転写対向ローラ２４には、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０^４Ω、肉厚１．５ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆したФ２５ｍｍのローラ部材が用いられる。

画像を形成する際は、まず、感光ドラム１ａが所定のプロセススピードで回転を開始すると共に、帯電バイアス電源２０ａに接続される帯電ローラ２ａによって、感光ドラム１ａの表面が一様に負極性に帯電される。

続いて、感光ドラム１ａに対向して配置される露光ユニット１１ａから、画像情報に基づいて走査ビームが感光ドラム１ａの表面に照射され、感光ドラム１ａの表面には静電潜像が形成される。なお、露光ユニット１１ａは、不図示のレーザ光源より射出されるレーザ光を回転多面鏡によって走査するスキャナユニット、またはＬＥＤアレイを備える。

形成された静電潜像に対して、現像ユニット８ａよりトナーが供給され、静電潜像をトナー像として現像する。現像ユニット８ａには、現像スリーブ４ａ、トナー塗布ブレード７ａが備えられ、非磁性一成分トナー５ａが収容されている。

また、トナー塗布ブレード７ａには現像電源２１ａが接続され、電源２１ａから付与されるバイアスによってトナーを負極性に帯電し、そのトナーを現像スリーブ４ａが感光ドラム１ａ上の静電潜像に供給する構成である。

感光ドラム１ａ上に形成されたイエローのトナー像は、感光ドラム１ａの回転と共に中間転写ベルト１３と当接する位置（１次転写部）まで移動する。そして、そこで１次転写電源２２ａに接続される転写器１０ａにトナーと逆極性のバイアスが印加されることで、中間転写ベルト１３上にトナー像が転写される。

転写されずに感光ドラム１ａの表面に残留したトナーは、クリーニングユニット３ａによって除去される。なお、転写器１０ａの構成については、後に詳しく説明する。

中間転写ベルト１３上には、不図示のコントローラからの書き出し信号を遅らせることで、各画像形成ステーションからトナー像が重ねあわされて転写され、中間転写ベルト１３上に所望の色調を有するトナー像が形成される。

所望の画像が形成された中間転写ベルト１３は、図２中矢印方向（感光ドラム１ａ〜１ｄの回転方向に対して順方向）に移動し、２次転写ローラ２５と２次転写対向ローラ２４とのニップ部（２次転写部）まで搬送される。

２次転写部には、給送トレイ１６に積載されるシート材Ｐ（記録材）が給送ローラ１７によってピックアップされ、不図示の搬送ローラ、レジストローラ１８を経て１枚ずつタイミングを図って送り込まれる。

そして２次転写部において、２次転写電源２６から２次転写ローラ２５にトナーと逆極性のバイアスが印加されることで、中間転写ベルト１３上からシート材Ｐにトナー像が転写される。なお、本実施の形態では、２次転写ローラ２５として、Ф８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒を、抵抗値を１０^８Ω、厚み５ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径Ф１８ｍｍのローラを用いた。

また、２次転写ローラ２５は中間転写ベルト１３に対して、５〜１５ｇ／ｃｍ程度の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト１３の移動方向に対して順方向に略等速度で移動可能に配置した。

また、シート材Ｐ上に転写されずに中間転写ベルト１３上に残留したトナー、及びシート材Ｐが搬送されることで生じる紙粉は、中間転写ベルト１３に当接して配置されるベルトクリーニング手段２７によって除去、回収される。本実施の形態では、ベルトクリーニング手段２７として、ウレタンゴム等で形成され、弾性を有するクリーニングブレードを用いた。

トナー像が転写されたシート材Ｐは、定着器１９で定着された後、不図示の排出トレイ上に排出される。

（転写器の構成）
図１を参照して、本実施の形態における転写器１０の構成について説明する。上記で説
明したように、本実施の形態に係る画像形成装置は、４つの感光ドラム１ａ〜１ｄの各々に対して転写器１０ａ〜１０ｄが設けられる構成である。転写器１０ａ〜１０ｄの構成は全て同一であるので、ここでは転写器１０ａの構成のみ説明し、他の転写器の説明については省略する。

転写器１０ａは、中間転写ベルト１３を挟んで感光ドラム１ａと反対側に配置され、転写シートとしてのシート部材３２ａを有し、シート部材３２ａが感光ドラム１ａの反対側から中間転写ベルト１３に当接する。なお、本実施の形態では、シート部材３２ａとして、幅が２３０ｍｍの超高分子ポリエチレンが使用される。

この超高分子ポリエチレンの体積抵抗率は、５Ｖ印加で１０^３〜１０^４Ωｃｍであり、１５℃２０％ＲＨの低温低湿環境から３０℃８０％ＲＨの高温多湿環境まで、大きく変動することはない。

また、シート部材３２ａには、図２に示す１次転写電源２２ａが接続されており、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１３にトナー像を転写する際には、１次転写電源２２ａからシート部材３２ａにバイアスが印加されることで転写が行われる。

シート部材３２ａの一方の端部側は、シート支持部材３３ａとシートカバー３５ａに挟まれて支持される。このシート支持部材３３ａとシートカバー３５ａは、シート部材３２ａの支持手段として設けられるものである。

なお、支持手段に支持される方の端部は、図１に示す中間転写ベルト１３の移動方向の上流側に位置するので、以下、上流側端部と称して説明を行う。一方で、上流側端部の反対側の端部（自由端の方）を下流側端部と称する。

本実施の形態では、ＰＳＡＢＳによってシートカバー３５ａが形成されているが、本発明におけるシートカバー３５ａに用いられる材質はこれに限られるものではなく、他の樹脂によって形成されてもよい。また、シート支持部材３３ａには、シート材の幅方向の長さが２３０ｍｍのＳＵＳ板金が用いられる。

シート部材３２ａの上流側端部を支持するにあたっては、シート部材３２ａが、シート支持部材３３ａの表面に接着部材３８ａによって接着され、その外側がシートカバー３５ａによって覆われて支持される。なお、シートカバー３５ａには、シート部材３２ａ側に凸のリブ３９ａが形成されている。

そして、ビス３７ａによって、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、後に説明する弾性部材保持部材３４ａが共締めされることで、リブ３９ａがシート部材３２ａに押し当てられる。その結果、シート部材３２ａをシート支持部材３３ａとシートカバー３５ａの間で強固に支持することが可能になる。

シート部材３２ａの下流側端部は自由端となっている。また、シート部材３２ａの下流側端部には、中間転写ベルト１３と反対側から弾性部材３１ａが当接し、シート部材３２ａを中間転写ベルト１３の方向へ押圧している。

なお、弾性部材３１ａは下方から弾性部材保持部材３４ａによって保持されている。さらに、弾性部材保持部材３４ａは、下方から転写加圧部材３６ａによって、中間転写ベルト１３の方向へ付勢される。

この構成により、感光ドラム１ａの反対側から、シート部材３２ａの下流側端部が中間
転写ベルト１３に所定の圧力で当接することが可能になる。

なお、本実施の形態における弾性部材３１ａには、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性部材であって、肉厚５ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの略直方体形状で、アスカーＣ硬度１ｋｇ荷重で１８°のものが用いられる。

なお、本実施の形態では、弾性部材３１ａとしてウレタンの発泡スポンジを用いたが、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＥＯＤＭ等のゴム材料を用いてもよいし、ソリッドタイプの弾性ゴム材料を用いてもよい。さらには、弾性力を有するのであればゴム材料に限定する必要はなく、樹脂やエラストマー等の材料を弾性部材３１ａとして用いる場合であっても、同様の効果を奏することが可能である。

以上より、本実施の形態における転写シート３２ａは、上流側端部が強固に支持されつつ、下流側端部は自由端であって、弾性部材３１ａ、弾性部材保持部材３４ａを介して転写加圧部材３６ａに押圧されることで、中間転写ベルト１３に当接可能に構成される。

（シートカバー、シート支持部材の形状）
次に、図３を参照して、上記で説明したシートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａの形状について説明する。図３は、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、シート部材３２ａ、弾性部材３１ａの概略斜視図である。図３（ａ）は、シート部材３２ａの自由端にテンションが付与されていない状態であり、図３（ｂ）は、シート部材３２ａの自由端にテンションが付与された状態を示す。

本実施の形態におけるシートカバー３５ａは、中間ベルト１３の移動方向下流側（シート部材３２ａの自由端の方向）に反らされた弓なり形状であることを特徴とする。

シートカバー３５ａを弓なり形状に変形させるには、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、弾性部材保持部材３４ａを共締めするビス３７ａ（図１参照）の締め量を調整することで、シートカバー３５ａを反らせばよい。

すなわち、シートカバー３５ａの長手方向にわたる数箇所をビス３７ａによって固定し、長手方向の略中央に位置するビス３７ａの締め量を調整することで、図３（ｂ）のような弓なり形状に変形することが出来る。

しかしながら、シートカバー３５ａを弓なり形状に変形する方法はこれに限られるものではなく、シートカバー３５ａの製造段階において、シートカバー３５ａを予め弓なり形状として樹脂成型する方法であってもよい。

一方、シートカバー３５ａの反対側からシート部材３２ａに当接してシート部材３２ａを挟んで支持するシート支持部材３３ａも、シートカバー３５ａの形状に倣って弓なり形状に変形される。

その結果、シート部材３２ａの上流側端部は、弓なり形状に反った状態でシートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、粘着部材３８ａによって、長手方向にわたって確実に支持される。

また、弾性部材保持部材３４ａとシート支持部材３３ａの間には予め間隙が設けられているので、シート支持部材３３ａが反ったとしても、弾性部材保持部材３４ａがシート支持部材３３ａに干渉することはない。

なお、図１ではシート支持部材３３ａと弾性部材保持部材３４ａが近接しているが、図１は、シート支持部材３３ａが最も反った中央部付近の断面（ビス３７ａの締め量が最大）を示すものであり、この部分では図示のように両者が近接する。しかしながら、他の部分では両者の間には間隙が設けられている。

一方で、本発明の弾性部材保持部材３４ａの形状はこれに限られるものではなく、シート支持部材３３ａに倣って弓なり形状に反らせてもよい。

（シートカバー、シート支持部材を反らせることの効果）
上記のように、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａを反らせることで得られる本願特有の効果について説明する。

上記のようにシートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａを弓なり形状に反らせることで、シート部材３２ａの上流側端部は弓なり形状に反った形で支持される。

すると、シートカバー３５ａの下流側端部は自由端であるので、上流側端部が図３（ｂ）のように反ることによって、下流側端部も弓なり形状に変形する。なお、この際の歪み量をＣとする。

その結果、シート部材３２ａの下流側端部が歪み量Ｃで反ることで、シート部材の下流側端部には、スラスト方向（中間転写ローラ１３の移動方向と直交する方向）へのテンションＦｃが付与される（図３（ｂ））。

すなわち、シート部材３２ａの上流側端部を反らせることで、下流側端部にはスラスト方向のテンションＦｃが付与されることになり、また、上流側端部をどれだけ反らせるかによって、下流側端部に付与されるテンションＦｃの大きさ（ｋｇｆ）も変化する。

ここでシート部材の端部の歪み量と、その際に端部に付与されるテンションの大きさ（ｋｇｆ）の相関関係を図５に示す。

図５は、１０ｍｍ幅のシート材を用いた場合の両者の相関関係を示すものである。これによると、歪み量（％）を大きくするほど、テンションの大きさ（ｋｇｆ）は大きくなり、歪み量（％）がある値を超えると、その後はテンションの大きさ（ｋｇｆ）も一定になることがわかる。

本実施の形態では、シート幅が２３０ｍｍであり、下流側端部に対して凡そ２ｋｇｆのテンションを付与するために、幅２３０ｍｍのシート支持部材３３ａを１．５ｍｍの歪み量で反らしている。同様に、ビス３７ａの締め量を調節して、シートカバー３５ａも反らせている。

ところで、本実施の形態に用いられる超高分子ポリエチレンシートは、線熱膨張係数が１．７×１０^−４ｍｍ／℃である。そのシート部材３２ａが装置本体の使用状況よって高温下に曝され、例えばシート部材３２ａの温度が２０℃高くなったとすると、シート部材３２ａは下流側端部の方向に０．７８２ｍｍ長くなる。

そこで仮に本実施の形態のように、シート部材３２ａを弓なり形状に反らすことなく、シート部材３２ａの下流側端部にテンションを付与しない場合は、図４に示すように、下流側端部が波打ってしまう。上記で説明したように、下流側端部が波打ってしまうと、中間転写ベルト１３との接触状態が均一でなくなり、転写不良、画像不良を生じてしまう。

これに対して本実施の形態では、シート部材３２ａの下流側端部にスラスト方向のテンションを付与するので、シート部材３２ａが伸びてしまっても、下流側端部が波立つことがない。よって、シート部材３２ａと中間転写ベルト１３との当接状態を均一に保つことができる。

また、良好な転写性能を得る為には、シート部材３２ａと中間転写ベルト１３の当接状態を均一に保ちつつ、所定幅以上の転写ニップ幅が必要になる。本実施の形態に係る画像形成装置では、少なくとも５ｍｍ程度の転写ニップ幅を確保することが望ましい。

図６を参照して、本実施の形態における転写ニップの内訳を説明する。図６は、本実施の形態における転写ニップを拡大して示したものである。

本実施の形態における転写ニップのニップ幅は５ｍｍである。図６に示すように、転写ニップは、ａ：上流テンションニップ、ｂ：物理ニップ、ｃ：下流テンションニップに分けることが出来る。それぞれのニップ幅は、ａ：１ｍｍ、ｂ：２ｍｍ、ｃ：２ｍｍである。

物理ニップとは、感光ドラム１ａとシート部材３２ａによって中間転写ベルト１３を挟み込んだ状態における感光ドラム１ａと中間転写ベルト１３の接触部分のことであって、この部分は、反対側においてシート部材３２ａにも接触している。

テンションニップとは、中間転写ベルト１３において感光ドラム１ａとは接触せず、シート部材３２ａのみと接触する部分であって、物理ニップの上下流両側に形成される。

転写器として従来の転写ローラを用いる場合は、中間転写ベルトに対する転写ローラの当接圧を調整することで、所望の転写ニップ幅を得ていた。しかしながら、転写ローラの当接圧を大きくすると、転写ニップ幅を広く確保できるものの、転写ローラと中間転写ベルトの摩擦が大きくなるので、転写ベルト、中間転写ベルトの回転トルクが増大してしまっていた。

これに対して本実施の形態では、上記で説明したようにシート部材３２ａの下流側端部にテンションを付与するので、中間転写ベルト１３に対する当接圧を大きくすることなく、所望の転写ニップ幅を確保することができる。

具体的には、本実施の形態では、図１に示す転写加圧部材３６によって、シート部材３２ａを感光ドラム１の方向に約４００ｇｆで押圧することで、約５ｍｍの転写ニップ幅を得ることが可能である。

本実施の形態では、下流側端部にテンションを付与することで、シート部材３２ａの下流側端部が波打つことを防ぐ構成としたが、図７に、テンションを付与せずにシート部材３２ａが波打ってしまった場合の不具合について説明する。

まず、最も波打ちが生じやすい下流テンションニップ（図６参照）が波打った場合は、転写バイアスによってチャージアップした中間転写ベルト１３から均一に除電することが出来なくなる。

すなわち、シート部材３２ａが波打って、シート部材３２ａと中間転写ベルト１３が接触する部分と接触しない部分がシートスラスト方向に出来、接触しない部分はチャージアップした電荷を除電することが出来ない。

中間転写ベルト１３にチャージアップした電荷を除電出来ない部分があると、その部分と感光ドラム１との間で異常放電が発生し、形成された画像上には放電跡が残ってしまう虞がある。

図７（ａ）中の＋は、シート部材３２ａに転写バイアスが印加された時の中間転写ベルト１３中の電荷であって、下流テンションニップが確保され、下流テンションニップで＋電荷が除電される様子を示すものである。

一方、図７（ｂ）は、下流側端部が波打って、下流テンションニップが確保されていない状態を示すものであり、この場合は、中間転写ベルト１３から除電されずに、転写ニップ下流部で放電が発生してしまっている。

さらに、物理ニップが波打った場合は、シート部材３２ａと中間転写ベルト１３が接触しない部分で転写電流が不足して、形成される画像上に縦筋状の不具合が生じることはいうまでもない。

以上より、本実施の形態に係る画像形成装置は、シート部材３２ａが高温に曝されて伸びても、上流側端部を弓なり形状に変形させて支持し、それによって下流側端部にシートスラスト方向のテンションを付与しているため、シート部材３２ａが波打つ心配がない。

また、下流側端部にテンションを付与して波打ちが生じることを防いでいるので、シート部材３２ａと中間転写ベルト１３との転写ニップ幅を、中間転写ベルト１３に対する当接圧を大きくすることなく、十分な幅を確保することが出来る。

よって、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置を提供することが可能になる。

［第２の実施の形態］
図８、９を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。なお、（画像形成装置の全体構成）は上記第１の実施の形態と同一であるので、ここではその説明を省略し、第１の実施の形態と異なる部分のみ説明を行う。

上記第１の実施の形態は、シート部材３２ａの下流側端部にシートスラスト方向のテンションを付与する為に、シートカバー３５ａ等を弓なり形状に反らせて、シート部材３２ａの上流側端部を反らせた状態で支持するものであった。

すなわち、シート部材３２ａを支持するシートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａにメカ的なテンションを付加することで、シート部材３２ａの下流側端部にスラスト方向のテンションを付与するものであった。

本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置は、シート部材３２ａの熱伸縮の性質を利用して、シート部材３２ａの下流側端部にスラスト方向のテンションを付与するものである。なお、本実施の形態におけるシート部材３２ａの形状、材質等は上記第１の実施の形態と同一である。

また、本実施の形態では、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａの形状を上記第１の実施の形態のように反らせる必要はない。すなわち、ビス３７ａによって、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、弾性部材保持部材３４ａを共締めしてシート部材３２ａの上流側端部を確実に支持すればよく、ビス３７ａの締め量を調節して反らせた形状とする必要はない。

以下、本実施の形態における、シート部材３２ａの下流側端部へのテンション付与の構成について説明する。

まず、第１の実施の形態と同様に、シート部材３２ａを粘着部材３８ａによってシート支持部材３３ａに接着して仮止めする（図１参照）。この時の温度は、装置を組み立てる際の通常の温度である２５℃程度を想定する。

次に仮止めされたシート部材３２ａに対して、ホットプレート等の暖め部材によって熱を付与し、シート部材３２ａが６０℃程度になるまで暖める。すると、熱が付与されることでシート部材３２ａが伸びる。なお、この時の温度を「第１の温度」とする。

本実施の形態で用いられるシート部材３２ａの長さ（シート材搬送方向）は、第１の実施の形態と同様に２３０ｍｍであり、線熱膨張係数は１．７×１０^−４ｍｍ／℃である。すなわち、これを２０℃から６０℃（第１の温度）まで暖めると、１．５６ｍｍ伸びる。

一方、シート支持部材３３ａには、鉄にメッキが施されたものが用いられ、この材質の線熱膨張係数は、シート部材３２ａの線熱膨張係数と比較して１桁以上小さい。よって、シート部材３２ａと比較すると、温度変化による伸縮量は小さい。

また、シートカバー３５ａにはＡＢＳが用いられ、この線熱膨張係数もシート部材３２ａの線熱膨張係数と比較して１桁以上小さい。よって、温度変化によるシートカバー３５ａの伸縮量も、シート部材３２ａと比較すると小さいとみなすことが出来る。

そして本実施の形態では、シート部材３２ａをシート支持部材３３ａに仮止めして、ホットプレート等で暖めた状態で、シートカバー３５ａ、シート支持部材３３ａ、弾性部材支持部材３４ａをビス３７ａによって共締めする。よって、シート部材３２ａは、シートカバー３５ａのリブ３９ａによって確実に挟まれて支持されることになる。

この構成によれば、共締めした後、例えばシート部材３２ａの温度が６０℃以下の温度（第２の温度）に下がった場合、伸びた状態で保持されたシート部材３２ａの上流側端部が熱収縮しようとし、縮む方向への力（シート部材３２ａの中央方向）が作用する。

しかし、上流側端部は第１の温度の時に強固に支持されているので、熱収縮しようとする力に抗して、上流側端部は支持され続ける。その結果、上流側端部は、第２の温度における通常の寸法よりも引き伸ばされた（変形された）形状で支持される状態になる。

すると、その反力として、テンションＦ´ｃがシート部材３２ａの下流側端部のスラスト方向（中間転写ベルト１３の移動方向と直交する方向）に付与される（図８参照）。

なお、シート部材３２ａの下流側端部に付与されるテンションＦ´ｃの大きさ（ｋｇｆ）は、シート部材３２ａの温度変動の大きさに依存する。ここで本実施の形態で用いられるシート部材３２ａ（幅１０ｍｍ、長さ２３０ｍｍ）における温度差とテンション（ｋｇｆ）の関係を図９に示す。

図９に示されるように、温度差が大きくなればなる程、下流側端部に付与されるテンションの大きさ（ｋｇｆ）も大きくなる。ここでいう温度差とは、シート部材３２ａを仮止めした後に、ビス３７ａで共締めした際の温度を基準にした時の温度差を指す。すなわち、第１の温度と第２の温度の差分である。

画像形成装置の使用過程においては、シート部材３２ａが到達する最大温度は６０℃ぐらいであるので、シート部材３２ａを６０℃程度（第１の温度）に暖めてビス３７ａで共締めするとよい。

これによれば、シート部材３２ａが２０℃（第２の温度）になれば、温度差は４０℃ということになるので、図９により、シート部材３２ａの下流側端部には１．３ｋｇｆ程度のテンションが付与されることになる。

また、シート部材３２ａの上流側端部は固定されているので温度変動が生じる場合も長さは変化しないものの、下流側端部は自由端なので長さが変化する。すなわち、暖めた後のシート部材３２ａの幅は、下流側端部に向かって連続的に短くなり、暖めた後においては、図８におけるＬａとＬｂの関係は、Ｌａ＞Ｌｂとなる。

以上より、温度変動によるシート部材３２ａの収縮によるテンションＦ´ｃが、シート部材３２ａの下流側端部に付与されることで、下流側端部は波打つことがなく、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保つことができる。また、転写ニップの幅を十分に確保することも可能である。

また、本実施の形態に係る画像形成装置は、所望のテンションを付与するためにビス３７ａの締め量を調整する構成ではなく、シート材３７ａの熱収縮を利用する構成であるので、より簡易な構成でテンションを付与することが可能である。

［その他の実施の形態］
上記第１の実施の形態、第２の実施の形態に係る画像形成装置は、感光ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像を、一旦、中間転写ベルト１３に転写（１次転写）した後に中間転写ベルト１３からシート材上に転写（２次転写）する構成であった。

しかし、本発明に係る画像形成装置の構成はこれに限られるものではない。すなわち、中間転写ベルトに一旦転写することなく、感光ドラム１ａ〜１ｄからシート材（記録材）上に直接トナー像を転写する構成であってもよい。

この構成であっても、感光ドラム１ａ〜１ｄからシート材にトナー像を転写する転写部おいて、本発明における転写器を適用することで、上記と同様の効果を奏することが可能になる。

図１０に、本発明のその他の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。図１０に示すように、その他の実施の形態では、給送トレイ１６から給送されるシート材を、画像形成のタイミングを図って、回転駆動する転写ベルト１１０（ベルト体）に送り込む。

転写ベルト１１０上に担持されたシート材Ｐは、タイミングを図って各々の感光ドラム１ａ〜１ｄとの転写ニップ部に搬送され、その転写ニップにおいて感光ドラム１ａ〜１ｄから直接トナー像が転写される。

なお、転写ベルト１１０を挟んで感光ドラム１ａ〜１ｄの反対側には、感光ドラム１ａ〜１ｄの各々に対向する位置に転写器１１１ａ〜１１１ｄが配設されている。転写器１１１ａ〜１１１ｄの構成は、第１の実施の形態で説明したものと同一であるので、ここではその説明は省略する。

以上の構成により、転写不良を起こすことなく、感光ドラム１ａ〜１ｄからシート材Ｐ上にトナー像が転写され、良好な画像品質を得ることが可能になる。

さらに、上記第１、第２の実施の形態では、シート部材３２として、削れにくく、使用環境によるシート状部材自体の抵抗の変動が少なく、スリップが発生しにくい程度に低摩擦な超高分子ポリエチレンを用いる構成であった。

しかし、本発明に係る画像形成装置に用いられるシート部材３２の材料はこれに限られるものではない。中間転写ベルト、または転写ベルトと摺動しても削れにくく、使用環境によるシート状部材自体の抵抗の変動が少なく、スリップが発生しにくい程度に低摩擦な材料であれば、超高分子ポリエチレン以外の材料を用いても、同様の効果を奏することが可能である。

１ 感光ドラム
１３ 中間転写ベルト
１０ 転写器
３１ 弾性部材
３２ シート部材
３３ シート支持部材
３４ 弾性部材支持部材
３５ シートカバー
３６ 転写加圧部材
３７ ビス
３８ 接着部材
３９ リブ

本発明は、レーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を採用する画像形成装置及びシート部材を支持手段に取り付ける方法に関する。

上記現状に鑑みて、本発明は、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置及びシート部材を支持手段に取り付ける方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明においては、
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されたトナー像を搬送する移動可能なベルト体と、
前記像担持体とは反対側から前記ベルト体に対向するシート部材を備える転写手段と、を有し、前記転写手段にバイアスが印加されることで、前記像担持体から前記ベルト体側へトナー像が転写される画像形成装置において、
前記シート部材の一部を支持する支持手段を有し、
前記支持手段は、前記シート部材の温度が第１の温度の時に前記シート部材の一部を支持し、その後、前記シート部材の温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度になった状態で前記シート部材の一部を支持し続けることによって、前記シート部材の一部を変形した状態で支持することを特徴とする。

また、
シート部材と前記シート部材を支持する支持手段を備え、移動可能なベルト体に対向して配置されトナー像を担持する像担持体からトナー像を転写するための転写手段におけるシート部材を支持手段に取り付ける方法において、
前記シート部材の温度を第１の温度に上昇させる工程と、
前記第１の温度に上昇した前記シート部材の一部を前記支持手段に固定する工程と、
前記支持手段により固定された状態で前記シート部材の温度を前記第１の温度よりも低い第２の温度へ低下させることによって前記シート部材が熱収縮し前記シート部材を変形させる工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、転写シートと転写ベルト又は中間転写ベルトとの接触状態を均一に保ち、転写不良、画像不良を生じることのない画像形成装置及びシート部材を支持手段に取り付ける方法を提供することが可能になる。

Claims (6)

1. トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
   前記像担持体からトナー像が転写される移動可能なベルト体と、
   前記像担持体の反対側から前記ベルト体に当接するシート部材と、
   前記像担持体の反対側から前記シート部材を前記ベルト体の方向へ押圧する弾性部材と、
   を備え、
   前記シート部材にバイアスが印加されることで、前記像担持体の表面から前記ベルト体へトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記シート部材には、
   前記ベルト体の移動方向と直交する方向にテンションが付与されることを特徴とする画像形成装置。
2. トナー像を担持する回転可能な像担持体と、
   前記像担持体からトナー像が転写される記録材を担持する移動可能なベルト体と、
   前記像担持体の反対側から前記ベルト体に当接するシート部材と、
   前記像担持体の反対側から前記シート部材を前記ベルト体の方向へ押圧する弾性部材と、
   を備え、
   前記シート部材にバイアスが印加されることで、前記像担持体の表面から前記記録材へトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記シート部材には、
   前記ベルト体の移動方向と直交する方向にテンションが付与されることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記シート部材は、
   前記ベルト体の移動方向の上流側端部が支持手段によって支持されると共に、
   前記支持手段が前記上流側端部を変形させた状態で支持することで、前記シート部材に対してテンションを付与する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記支持手段は、
   前記ベルト体の移動方向下流側に反る弓なり形状の支持部材を有し、前記支持部材によって前記シート部材の前記上流側端部を支持することで、前記上流側端部を弓なり形状に変形させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記支持手段は、
   前記シート部材が第１の温度の時に前記上流側端部を支持し、
   第１の温度よりも低い第２の温度になった場合でも、温度が低下したことによって前記上流側端部が熱収縮しようとする力に抗して、前記上流側端部を支持し続けることで、前記シート部材の第２の温度における通常の形状を変形させた状態で、前記上流側端部を支持することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記シート部材は、
   超高分子ポリエチレンによって形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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