JP2016066016A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 中間転写ベルトの内周面に振動防止部材を配置し、中間転写ベルトの幅方向の位置を移動可能領域に入れるように補正する画像形成装置において、振動防止部材の端部と中間転写ベルトとの摺擦により発生した削れ粉により画像不良が発生する可能性がある。【解決手段】 幅方向において振動防止部材の両端の各位置Ｄ１、Ｄ２を移動可能領域の両端の各位置Ｗ１、Ｗ２よりもそれぞれ外側に配置する。【選択図】 図７
Description
本発明は、複写機やレーザプリンタ等の電子写真の技術を用いた画像形成装置に関する。
中間転写ベルト等のベルトに形成されたトナー像を記録材上へ転写する画像形成装置において、記録材へ転写する転写電界が強すぎると放電により画像が白く抜けてしまういわゆる強抜けが発生する。
強抜けの原因となる放電はベルトと記録材との間の空隙で発生し、転写部近傍でベルトが振動していると強抜けが発生しやすくなる。
そこで転写部近傍でベルトの振動を抑えるようにベルトの内周面側から振動防止シートをベルトに押し付ける構成をとることがある（例えば、特許文献１参照）。
しかし、図２（ａ）に示すようにベルトの幅方向において振動防止シートの長さをベルトの長さよりも短く設定すると振動防止シートの端部がベルトの裏面に当接することになる。ベルトはテンションローラ等により張力がかけられているため、図２（ｂ）に示すように振動防止シートの端部付近でベルトに対する振動防止シートの応力が集中してベルトの削れ粉が多く発生する可能性がある。
さらにベルトの幅方向の移動（寄り）を補正する補正機構がある場合、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すようにベルトが移動した側の端部Ｘでより応力の集中が増加して削れが加速する。
発生した削れ粉が転写部を構成するローラに付着し、ベルトの移動を続けるうちに削れ粉が徐々に画像領域内に入ると転写電界のムラで画像不良を発生させる可能性がある。
本発明は上記の事情を鑑み、振動防止部材の端部がベルトと摺擦することをなくすことで削れ粉の発生による画像不良を抑制することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトにトナー像を形成するトナー像形成ユニットと、前記中間転写ベルトの外周面側に配置され、前記中間転写ベルトに形成されたトナー像を記録材へ転写する転写電界を発生させる第１のローラと、前記第１のローラに対向する位置で前記中間転写ベルトの内周面側に配置され、前記第１のローラとともに前記転写電界を発生させる第２のローラと、前記中間転写ベルトの移動方向に交差する幅方向において、前記中間転写ベルトの位置を移動可能領域に入れるように補正する補正手段と、前記第２のローラに対して前記中間転写ベルトの移動方向の上流側に隣接して配置され、前記中間転写ベルトの内周面に当接される振動防止部材であって、前記幅方向において、前記移動可能領域の両端の各位置よりも両端部の各位置がそれぞれ外側に配置される振動防止部材と、を有することを特徴とする。
本発明により、振動防止部材の端部が中間転写ベルトと摺擦することがなくなり、削れ粉の発生による画像不良を抑制できる。
（実施例１）
図１は本実施例の画像形成装置の構成の説明図である。
図１は本実施例の画像形成装置の構成の説明図である。
符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは感光ドラム（潜像担持体）であり、矢線Ａ方向へ回転し、その表面は１次帯電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋにより一様に帯電される。符号４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋは画像情報に基づいて露光する露光装置である。周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋに形成される。
現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋはそれぞれ有彩色トナーのイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（ｋ）トナーを内包する。前述の静電潜像はそれら現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋにより現像され、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ面上にトナー像が形成される。静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。
露光装置４によって形成される静電潜像は、ドット画像の集合体で、ドット画像の密度を変化させることで感光体ドラム１上に形成するトナー像の濃度を変化させることができる。本実施例において、各色トナー像はそれぞれ最大濃度が１．５〜１．７程度となっており、最大濃度の時のトナーの載り量は０．４〜０．６ｍｇ／ｃｍ２程度となっている。
また、符号４０は感光体ドラム１の表面に当接されるよう配設された中間転写ベルトである。テンションローラ４１、駆動ローラ４２、転写対向ローラ４３に張架されながら矢印Ｇの方向へ２５０〜３００ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動されるようになっている。
本実施の形態では、テンションローラローラ４１は中間転写ベルト４０の内周面側に配置され、中間転写ベルト４０に張力を付与する。
また駆動ローラ４３は中間転写ベルト４０の内周面側に配置され、中間転写ベルト４０に駆動力を付与して移動させる。
また転写対向ローラ（第２のローラ）４２は中間転写ベルト４０の内周面側に配置され、中間転写ベルト４０と２次転写ベルト１２を介して転写ローラ（第１のローラ）１０に対向し、転写ローラ１０との間で転写電界を発生させ、転写ニップＮを形成する。
テンションローラ４１は、中間転写ベルト４０を外周面側へ付勢する付勢部材によって中間転写ベルト４０に張力を付与する。この力によって中間転写ベルト４０の移動方向で２〜５ｋｇｆ程度のテンションが付与される。
中間転写ベルト４０は裏面側から樹脂層、弾性層、表層の３層構造をもつ無端状のベルトである。樹脂層を構成する樹脂材料として、ポリイミド、ポリカーボネート等の材料が用いられ、厚みは７０〜１００μｍである。また、弾性層を構成する弾性材料として、ウレタンゴム、クロロプレンゴム等の材料が用いられていて、厚みは２００〜２５０μｍである。
また、表層の材料は中間転写ベルト４０外周面へのトナーの付着力を小さくして、転写ニップＮでトナーが記録材Ｐへ転写しやすくなるものが要求される。例えば、ポリウレタン、等の樹脂材料か、弾性材料のうち例えばフッ素樹脂等の粉体、粒子を分散させて使用することができる。なお、表層の厚みは５〜１０μｍとなっている。
中間転写ベルト４０はカーボンブラック等の抵抗値調整用の導電剤が添加されて、体積抵抗率が１Ｅ＋９〜１Ｅ＋１４Ω・ｃｍとなっている。
感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに対し無端状の中間転写ベルト４０を対向配置している。感光ドラム１Ｙ〜１Ｋ上に形成されたトナー像を、１次転写手段６Ｙ〜６Ｋにより中間転写ベルト４０上に順次静電的に一次転写して中間転写ベルト４０上に４色のトナー像が重ね合わされたフルカラー画像が得られる。すなわち、感光ドラム１、１次帯電装置３、露光装置４、現像装置５、及び１次転写手段６はトナー像形成ユニットを構成し、中間転写ベルト４０にトナー像を形成する。
一方、１次転写後の感光ドラム１の一回転毎に感光ドラム１表面はクリーニング装置７Ｙ〜７Ｋで転写残トナーをクリーニングし受け繰り返し作像工程に入る。
中間転写ベルト４０上に形成されたトナー像はその後矢印Ｇ方向に移動され、転写ニップＮへ送られる。一方、不図示のカセットには記録材Ｐを収納させている。画像形成スタート信号に基づいて不図示の給紙ローラが駆動され、カセット内の記録材Ｐが１枚ずつ送られ、レジストレーションローラ１３により矢印Ｂの向きに記録材Ｐが搬送される。
レジストレーションローラ１３に搬送された記録材Ｐはここで一旦停止される。中間転写ベルト４０上のトナー像が転写ニップＮに搬送されてくるのに同期して記録材Ｐを転写ニップＮへ供給する。転写ニップＮ上流の中間転写ベルト４０の表面側に記録材Ｐが中間転写ベルト４０表面へ近づく挙動を規制する上ガイド１４が配置されている。さらに記録材Ｐが中間転ベルト４０表面側から離れていく挙動を規制する下ガイド１５が配置されている。これらのガイド部材によって記録材Ｐがレジストローラ１３から転写ニップＮまで搬送されるまで搬送パスが規制されている。
転写ニップＮを通過する際、転写ローラ１０にトナーと逆極性の転写電圧が印加される。これによって転写ニップＮに転写電界を発生させ、転写ニップＮへ供給された記録材Ｐに中間転写ベルト４０上のトナー像が一括して転写される。本実施例では、＋４０〜６０ｕＡの電流を流している。
転写ローラ１０は中間転写ベルト４０の外周面側に配置される。転写ローラ１０は外径が２４ｍｍでイオン導電系発泡ゴム（ＮＢＲゴム）の弾性層と芯金からなる。ローラ表面粗さＲｚ＝６．０〜１２．０（μｍ）、抵抗値がＮ／Ｎ（２３℃、５０％ＲＨ）測定、２ｋＶ印加で１Ｅ＋５〜１Ｅ＋７Ω、弾性層の硬度がＡｓｋｅｒ−Ｃで３０〜４０程度である。
転写ローラ１０にはバイアスが可変の高圧電源１１が取り付けられ、中間転写ベルト４０に形成されたトナー像を記録材へ転写する転写電界が発生される。
転写ベルト１２が矢印Ｂの方向に移動される。２次転写ベルト１２に吸着された記録材Ｐは下流に搬送される。２次転写ベルト１２の張架ローラのうち、転写ローラ１０の下流に配置された張架ローラ２１は分離ローラを兼ねている。２次転写ベルト１２上の記録材Ｐは張架ローラ２１の曲率によって２次転写ベルト１２から分離される。
２次転写ベルト１２は、ポリイミドなどの樹脂に帯電防止剤としてカーボンブラックを適当量含有させ、体積抵抗率を１Ｅ＋９〜１Ｅ＋１４Ω・ｃｍ、厚みを０．０７〜０．１ｍｍとしている。また、引っ張り試験法（ＪＩＳ Ｋ ６３０１）で測定した２次転写ベルト１２のヤング率の値は１００ＭＰａ以上、１０ＧＰａ以下程度である。
２次転写ベルト１２から分離された記録材Ｐは、下流にある搬送部材によって定着装置６０まで搬送される。本実施例では、２次転写ベルト１２から分離した記録材Ｐが２次転写ベルト１２に再び静電的に巻きつくのを防ぐ分離爪３２と、その下流に記録材を定着装置６０まで搬送する定着前搬送装置６１を持っている。定着装置６０によって記録材Ｐ上の未定着トナー像が記録材Ｐに定着された後、記録材Ｐは機械の外に排出される。
次に中間転写ベルト４０の内周面側に配置された振動防止部材５５に関して説明を行う。
図４は転写ニップＮ付近の振動防止部材５５の配置を示す図である。
振動防止部材５５は転写ニップＮの中間転写ベルト４０の移動方向の上流側に隣接して配置され、中間転写ベルト４０の内周面に当接している。
図５はシート形状を有する振動防止部材５５が中間転写ベルト４０に当接された詳細図である。
図４で、振動防止部材５５が中間転写ベルト４０と当接する先端点Ｓ１から転写ローラ１０対向ローラ４２の各回転中心を結ぶ線Ｌが中間転写ベルト４０と交差する点Ｎ１までの距離は２５ｍｍ以下に配置することが望ましい。本実施では振動防止部材５５は中間転写ベルト４０の振動を抑えるため、０．４〜０．６ｍｍ程度の厚みのシート形状のポリエステル等の樹脂材料を用いている。そして図５において中間転写ベルト４０の張り面の変化させる量Ｚ１が１．０〜３．０ｍｍ程度となるように設定している。
図６は、本実施例で振動を抑えたことにより得られる強抜けの改善効果の関係を示している。図６で示すように、Ｓ１からＮ１までの距離が２５ｍｍより大きくなると、強抜け改善の効果を得られにくくなる。より転写ニップＮに隣接する位置で振動防止部材５５を当接させると中間転写ベルト４０の振動を抑えることができる。本実施例ではＳ１からＮ１までの距離が１０ｍｍ程度となる位置に振動防止部材５５を配置している。
ここで中間転写ベルトは、張架ローラのわずかな傾きや中間転写ベルトの張力差、外部負荷等の要因で中間転写ベルトの移動方向に交差する幅方向（以下幅方向）に移動して（中間転写ベルトが寄って）しまうことが知られている。このような中間転写ベルトの寄りに対し、従来中間転写ベルトの幅方向の位置を所定の領域内（移動可能領域）に入れるように補正する補正手段を用いることがある。補正手段の一例として、中間転写ベルトの幅方向の位置を検知した情報に基づきステアリングローラを傾斜させ、ベルトが寄った方とは反対方向にベルトを移動させるものがある。
なお、補正手段の他の例として、ベルトが幅方向に寄った場合にステアリングローラの端部に配置された静止部とベルトとの摩擦力によってステアリングローラを傾斜させ、ベルトを移動させるものがあるが、補正手段の方式は本実施例に示す方式に限られない。
図１の５８はベルトエッジ検知器である。中間転写ベルト４０の幅方向のエッジの位置をベルトエッジ検知器５８により検知し、検知した情報に基づいてステアリングローラの傾斜角度を補正する。ステアリングローラ４１の傾斜は、不図示の移動手段によって軸の幅方向の一方を図１の矢印の方向に移動させることにより行う。
本実施例では中間転写ベルトの幅方向の長さは３６０ｍｍである。中間転写ベルトは位置を基準位置に対して幅方向で±２．５ｍｍの範囲内で制御される。従って中間転写ベルトが幅方向に移動する最大範囲（移動可能領域）の幅は３６５ｍｍである。
本実施例では転写ニップＮの上流側に隣接する位置で、中間転写ベルト４０裏面に当接させるように中間転写ベルト４０の振動を防止する振動防止部材５５が設けられている。振動防止部材５５は本体内の側板に固定され、ステアリングローラの傾斜とは連動しない構成になっている。
図７に本実施例の振動防止部材と中間転写ベルトの幅方向の長さの関係を示す。
幅方向において、振動防止部材の長さＤを中間転写ベルトの移動可能領域の長さＷよりも大きく設定する。これにより中間転写ベルトが幅方向で最も外側に移動した場合（図７（ａ）、図７（ｂ））でも、振動防止部材のエッジを中間転写ベルトに当接させないことが可能になる。
本実施例では、振動防止部材の幅方向の長さは部品の撓みや取り付け精度を考え、移動可能領域の幅方向の長さ３６５ｍｍよりも２ｍｍ大きい３６７ｍｍとしている。
また、振動防止部材は、幅方向において、振動防止部材の両端の各位置Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ移動可能領域の両端の各位置Ｗ１、Ｗ２よりも外側に配置される。
上記の構成により、中間転写体が幅方向で最も外側に移動した場合でも、振動防止部材のエッジが中間転写ベルトに当接することがなく、削れ粉の発生による画像不良を抑制できる。
（実施例２）
実施例１では振動防止部材のベルトに当接する部分がシート形状であったが、ベルトに当接する部分がローラ形状の振動防止部材でも本発明を適用することが可能である。
実施例１では振動防止部材のベルトに当接する部分がシート形状であったが、ベルトに当接する部分がローラ形状の振動防止部材でも本発明を適用することが可能である。
実施例２では、図８に示すようにベルトに当接する部分がローラ形状の振動部材に適用している。
ベルトに当接する部分のローラの直径は８ｍｍ〜１０ｍｍ程度の金属からなり、両端にベアリング等が配置されベルトの移動に伴ってローラ部分が従動回転するように構成されている。
本実施例の中間転写ベルトの幅方向の長さは３６０ｍｍ、移動可能領域の幅方向の長さＷは３６５ｍｍ、ローラ形状部の幅方向の長さＤは３６７ｍｍである。ローラ形状部は、幅方向において、ローラ形状部の両端部の各位置Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ移動可能領域の両端の各位置Ｗ１、Ｗ２よりも外側に配置される。
本実施例でも、ローラ形状部のエッジが中間転写ベルトに当接することがなく、削れ粉の発生による画像不良を抑制できる。
（実施例３）
実施例１では振動防止部材５５の先端が中間転写ベルト４０に当接する点は中間転写ベルト４０の移動方向において１点としていた。
実施例１では振動防止部材５５の先端が中間転写ベルト４０に当接する点は中間転写ベルト４０の移動方向において１点としていた。
しかし、図９に示すように振動防止部材がシート形状部を２つ有し、移動方向において中間転写ベルト４０と当接する点が２つ（複数）の構成にも適用可能である。
本実施例では上流側のシート形状部は厚さ２００μｍ、下流側のシート形状部は厚さ５００μｍのポリエステル製等の樹脂からなるシートである。
本実施例の中間転写ベルトの幅方向の長さは３６０ｍｍ、移動可能領域の幅方向の長さＷは３６５ｍｍ、上流側、及び下流側のシート状の当接部の幅方向の長さＤはともに３６７ｍｍである。上流側、及び下流側のシート状の当接部は、幅方向において、ともに両端部の各位置Ｄ１、Ｄ２がそれぞれ移動可能領域の両端の各位置Ｗ１、Ｗ２よりも外側に配置される。
本実施例でも、上流側、及び下流側のシート状の当接部のエッジがいずれも中間転写ベルトに当接することがなく、削れ粉の発生による画像不良を抑制できる。
なお、移動方向において３つ以上の点で中間転写ベルト４０にそれぞれ当接する構成でも本発明は適用可能である。
１０ 転写ローラ（第１のローラ）
１１ 高圧電源
１４ 上ガイド
１５ 下ガイド
４０ 中間転写ベルト
４１ テンションローラ
４２ 対向ローラ（第２のローラ）
４３ 駆動ローラ
５５ 振動防止部材
５８ エッジセンサ
Ｐ 記録材
Ａ 感光ドラムの回転方向
Ｂ 記録材の搬送方向
Ｗ 移動可能領域の幅方向の長さ
Ｄ 振動防止部材の長さ
Ｇ 中間転写ベルトの移動方向
Ｎ 転写ニップ
Ｄ１・Ｄ２ 振動防止部材の両端の各位置
Ｗ１・Ｗ２ 移動可能領域の両端の各位置
１１ 高圧電源
１４ 上ガイド
１５ 下ガイド
４０ 中間転写ベルト
４１ テンションローラ
４２ 対向ローラ（第２のローラ）
４３ 駆動ローラ
５５ 振動防止部材
５８ エッジセンサ
Ｐ 記録材
Ａ 感光ドラムの回転方向
Ｂ 記録材の搬送方向
Ｗ 移動可能領域の幅方向の長さ
Ｄ 振動防止部材の長さ
Ｇ 中間転写ベルトの移動方向
Ｎ 転写ニップ
Ｄ１・Ｄ２ 振動防止部材の両端の各位置
Ｗ１・Ｗ２ 移動可能領域の両端の各位置
Claims (4)
- 無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトにトナー像を形成するトナー像形成ユニットと、
前記中間転写ベルトの外周面側に配置され、前記中間転写ベルトに形成されたトナー像を記録材へ転写する転写電界を発生させる第１のローラと、
前記第１のローラに対向する位置で前記中間転写ベルトの内周面側に配置され、前記第１のローラとともに前記転写電界を発生させる第２のローラと、
前記中間転写ベルトの移動方向に交差する幅方向において、前記中間転写ベルトの位置を移動可能領域に入れるように補正する補正手段と、
前記第２のローラに対して前記中間転写ベルトの移動方向の上流側に隣接して配置され、前記中間転写ベルトの内周面に当接される振動防止部材であって、前記幅方向において、前記移動可能領域の両端の各位置よりも両端部の各位置がそれぞれ外側に配置される振動防止部材と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記振動防止部材は、前記中間転写ベルトに当接する部分がシート形状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記振動防止部材は、前記中間転写ベルトに当接する部分がローラ形状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
- 前記振動防止部材は複数のシート形状部を有し、
前記複数のシート形状部は、前記移動方向における複数の位置で前記中間転写ベルトにそれぞれ当接することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
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