JP3671573B2 - 中間転写ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる中間転写ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段とを有している。
【０００３】
そして、感光体上に現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段としては、従来、感光体上に形成されたトナー像が転写（一次転写）され、このトナー像をさらに記録媒体に転写（二次転写）する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラとを備えたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の転写手段では、一次転写位置と駆動ローラとの間の距離が大きかったので、この間における中間転写ベルトの伸縮量が大きくなって、一次転写位置における中間転写ベルトの走行速度が不安定になり、結果として良好な一次転写が得られ難くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は以上のような問題を解決しようとするもので、その目的は、一次転写位置における中間転写ベルトの走行速度の安定化を図ることのできる中間転写ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の中間転写ユニットは、感光体上に形成されたトナー像が一次転写され、このトナー像をさらに記録媒体に二次転写する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラとを備えたものであって、
前記一次転写位置において，前記中間転写ベルトを介して前記感光体に圧接される一次転写ローラが設けられているとともに，前記一次転写位置に対して，前記中間転写ベルトの循環方向に関し，上流側に皺取りローラが近接配置され，下流側に前記駆動ローラが近接配置され，かつ，前記駆動ローラの外径が、前記感光体の周速に対して中間転写ベルトの周速が僅かに速くなるように構成されているとともに，前記一次転写位置において、前記中間転写ベルトが前記感光体に対して接線方向に直線的に引っ張られるように、前記駆動ローラ，一次転写ローラ，および皺取りローラが配置されていることを特徴とする。
【０００７】
【作用効果】
請求項１記載の中間転写ユニットによれば、一次転写位置が駆動ローラに近接して配置されているので、一次転写位置と駆動ローラとの間における中間転写ベルトの伸縮量が小さくなって、一次転写位置における中間転写ベルトの走行速度が安定し、結果として良好な状態の一次転写が得られ易くなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明に係る中間転写ユニットの一実施の形態を用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。
【００１０】
先ず、この画像形成装置の概要について説明し、次いで、主として中間転写ユニットについて詳しく説明する。
【００１１】
この画像形成装置は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【００１２】
図１において、５０は装置本体のケースであり、このケース５０内に、露光ユニット６０、給紙装置７０、感光体ユニット１００、現像ユニット２００、中間転写ユニット３００、定着ユニット４００、およびこの装置全体の制御を行なう制御ユニット８０、等が設けられている。
【００１３】
感光体ユニット１００は、感光体１１０と、この感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１２０と、クリーニング手段１３０とを有している。
【００１４】
現像ユニット２００は、現像手段として、イエロー用の現像器２１０Ｙ、シアン用の現像器２１０Ｃ、マゼンタ用の現像器２１０Ｍ、ブラック用の現像器２１０Ｋを備えている。これら各現像器２１０Ｙ，２１０Ｃ，２１０Ｍ，２１０Ｋは、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵している。また、それぞれ現像ローラ２１１Ｙ，２１１Ｃ，２１１Ｍ，２１１Ｋを備えており、いずれか１つの現像器の現像ローラのみが感光体１１０に当接し得るようになっている。
【００１５】
中間転写ユニット３００は、駆動ローラ３１０と、一次転写ローラ３２０と、皺取りローラ３３０と、テンションローラ３４０と、バックアップローラ３５０と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間転写ベルト３６０と、この中間転写ベルト３６０に対して接離可能なクリーニング手段３７０とを有している。
【００１６】
バックアップローラ３５０には、二次転写ローラ３８０が対向配置されている。この二次転写ローラ３８０は、支軸３８１で揺動可能に支持されたアーム３８２に回転可能に支持されており、アーム３８２が、カム３８３の作動で揺動することによって、中間転写ベルト３６０に対して接離するようになっている。
【００１７】
駆動ローラ３１０は、その端部に歯車３１１（図３参照）が固定されており、この歯車３１１が、感光体ユニット１００の歯車１４４（図３参照）と噛み合っていることによって、感光体１１０と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６０が感光体１１０と略同一の周速で循環駆動されるようになっている。
【００１８】
中間転写ベルト３６０が循環駆動される過程で、一次転写ローラ３２０と感光体１１０との間において、感光体１１０上のトナー像が中間転写ベルト３６０上に転写され、中間転写ベルト３６０上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ３８０との間に供給される用紙等の記録媒体Ｓに転写される。記録媒体Ｓは、給紙装置７０から供給される。
【００１９】
給紙装置７０は、複数枚の記録媒体Ｓが積層状態で載置されるトレイ７１と、ピックアップローラ７２と、トレイ７１上に載置された記録媒体Ｓをピックアップローラ７２に向けて付勢するホッパ７３と、ピックアップローラ７２により給送される用紙を確実に１枚ずつに分離する分離ローラ対７４とを有している。
【００２０】
給紙装置７０により給送された記録媒体Ｓは、第１搬送ローラ対９１、第１用紙センサ９１Ｓ、第２搬送ローラ対９２、第２用紙センサ９２Ｓ、ゲートローラ対９３を経て前記第２転写部すなわち中間転写ベルト３６０と二次転写ローラ３８０との間に供給され、その後、定着ユニット４００、第１排紙ローラ対９４、第２排紙ローラ対９５を経てケース５０上に排出される。
【００２１】
定着ユニット４００は、熱源を有する定着ローラ４１０と、これに圧接されている加圧ローラ４２０とを有している。
【００２２】
以上のような画像形成装置全体の作動は次の通りである。
【００２３】
（ｉ）図示しないホストコンピュータ（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が制御ユニット８０に入力されると、感光体１１０、現像ユニット２００の現像ローラ等、および中間転写ベルト３６０が回転駆動される。
【００２４】
（ｉｉ）感光体１１０の外周面が帯電ローラ１２０によって一様に帯電される。
【００２５】
（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１１０の外周面に、露光ユニット６０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００２６】
（ｉｖ）感光体１１０には、第１色目（例えばイエロー）用の現像器２１０Ｙの現像ローラ２１１Ｙのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー像が感光体１１０上に形成される。
【００２７】
（ｖ）感光体１１０上に形成されたトナー像が、一次転写部すなわち、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との間において中間転写ベルト３６０上に転写される。このとき、クリーニング手段３７０および二次転写ローラ３８０は、中間転写ベルト３６０から離間している。
【００２８】
（ｖｉ）感光体１１０上に残留しているトナーがクリーニング手段１３０によって除去された後、除電手段からの除電光Ｌ’によって感光体１１０が除電される。
【００２９】
（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６０上において重ね合わされて中間転写ベルト３６０上に形成される。
【００３０】
（ｖｉｉｉ）所定のタイミングで給紙装置７０から記録媒体Ｓが供給され、記録媒体Ｓの先端が第２転写部に達する直前にあるいは達した後に（要するに記録媒体Ｓ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６０上のトナー像が転写されるタイミングで）二次転写ローラ３８０が中間転写ベルト３６０に押圧され、中間転写ベルト３６０上のトナー像（基本的にはフルカラー画像）が記録媒体Ｓ上に転写される。また、クリーニング手段３７０が中間転写ベルト３６０に当接し、二次転写後に中間転写ベルト３６０上に残留したトナーが除去される。
【００３１】
（ｉｘ）記録媒体Ｓが定着ユニット４００を通過することによって記録媒体Ｓ上にトナー像が定着し、その後排紙ローラ対９４，９５を経て記録媒体Ｓがケース５０上に排出される。
【００３２】
以上、画像形成装置の概要について説明したが、次に主として中間転写ユニット３００の詳細について説明する。
【００３３】
図２は主として中間転写ユニット３００を示す一部省略側面図である。
【００３４】
前述したように中間転写ユニット３００は、駆動ローラ３１０と、一次転写ローラ３２０と、皺取りローラ３３０と、テンションローラ３４０と、バックアップローラ３５０と、これら各ローラの回りに張られた無端状の中間転写ベルト３６０と、この中間転写ベルト３６０に対して接離可能なクリーニング手段３７０とを備えており、これら各部材等は、図２に示すように、フレーム３０１に取り付けられている。
【００３５】
フレーム３０１は、一対の側板（図２では手前側の側板を省略してある）からなっており、その側板間に上記各部材等が取り付けられている。逆にいえば、一対の側板が上記各部材の軸によって連結されている構造となっている。なお、図２においては、以下で説明される一対の部材については、その手前側のものが全て省略されている。
【００３６】
駆動ローラ３１０は、軸３１２によってフレーム３０１に回転可能に支持されており、その一端に前述した歯車３１１（図３参照）が固定されており、この歯車３１１が、感光体ユニット１００の歯車１４４と噛み合っていることによって、感光体１００と略同一の周速で回転駆動されるようになっている。なお図３において、５００は駆動モータであり、その出力軸５０１に固定されたピニオン５１０が減速歯車５２０を介して感光体１１０端部に設けられた歯車１４４と噛み合っていることによって、感光体１１０が回転駆動されるようになっている。また、歯車３１１は、中間歯車５２０および減速歯車５２１を介して、感光体ユニット１００（図１参照）のトナー搬送スクリュー１３３の駆動歯車１３３ｂと噛み合っており、これによってトナー搬送スクリュー１３３が回転駆動されるようになっている。
【００３７】
図２に示すように、一次転写ローラ３２０は、その軸３２１が、一対の軸受部材３２２を介してフレーム３０１に回転可能に支持されている。一次転写ローラ３２０に電圧を印加するための電極板３２３は、その長穴３２３ａがフレーム３０１に設けられネジ穴３０２にネジ止めされることにより支持されている。また、軸受部材３２２は、フレーム３０１に設けられた凹所３０３にスライド可能（図２で上下動可能）に支持されているとともに、この軸受部材３２２とフレーム３０１との間には付勢手段としての圧縮コイルバネ３２４が設けられている。
【００３８】
したがって、一次転写ローラ３２０は、その軸３２１の両端が一対の圧縮コイルバネ３２４によって付勢されることによって、中間転写ベルト３６０を介して感光体１１０に圧接される。
【００３９】
皺取りローラ３３０は、その軸３３１によってフレーム３０１に回転可能に支持されている。
【００４０】
テンションローラ３４０は、その軸３４１が、フレーム３０１に設けられた長穴３０４に対して回転可能かつスライド可能に支持されている。軸３４１には、その両端部分において一対のアーム３４２の一端３４２ａが当接している。アーム３４２は、軸３４３でフレーム３０１に対して揺動可能に支持されており、その他端３４２ｂと、フレーム３０１との間に引っ張りバネ３４４が設けられている。
【００４１】
したがって、テンションローラ３４０は、この引っ張りバネ３４４により、アーム３４２を介して常時中間転写ベルト３６０を張る方向に付勢されている。
【００４２】
バックアップローラ３５０は、その軸３５１によってフレーム３０１に回転可能に支持されている。
【００４３】
中間転写ベルト３６０は、上記各ローラ３１０，３２０，３３０，３４０，３５０の回りに張られており、駆動ローラ３１０によって図２において矢印方向（時計方向）に循環駆動される。
【００４４】
クリーニング手段３７０は、中間転写ベルト３６０の外周面に残留し付着しているトナーを払い落とすファーブラシ３７１と、さらに中間転写ベルト３６０の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレード３７２と、これらファーブラシ３７１あるいはクリーナブレード３７２によって払い落とされあるいは掻き落とされたトナーを搬送する搬送手段としてのトナー搬送スクリュー３７３とを備えており、これら各部材は、ケース３７４に組み込まれている。
【００４５】
ケース３７４の下部には、トナー回収室３７５が形成されており、このトナー回収室３７５内に、前記ファーブラシ３７１、クリーナブレード３７２、およびトナー搬送スクリュー３７３が配置されている。
【００４６】
ファーブラシ３７１は、ケース３７４の側板を貫通する軸３７１ａに固定され、この軸３７１ａが図示しない駆動手段によって駆動されることによって、図２矢印方向に回転駆動される。
【００４７】
クリーナブレード３７２は、取付板３７２ａによってケース３７４に取り付けられており、その先端（下端）が中間転写ベルト３６０外周面に当接してトナーを掻き落とすようになっている。
【００４８】
トナー搬送スクリュー３７３は、ケース３７４の側板を貫通する軸３７３ａが図示しない駆動手段によって駆動されることによって、図２矢印方向に回転駆動され、トナー回収室３７５内に回収されたトナーを廃トナーとして、図示しない廃トナーボックスに搬送する。
【００４９】
ケース３７４は、その両側面に設けられた円筒部３７４ａが、軸受部材３７６を介してフレーム３０１に回動可能に支持されている。
【００５０】
ケース３７４の下端両側には、フック３７７が取り付けられており、このフック３７７とフレーム３０１との間に引っ張りバネ３７８が設けられている。
【００５１】
したがって、この引っ張りバネ３７８によって、ケース３７４は、ファーブラシ３７１およびクリーナブレード３７２が中間転写ベルト３６０に対して圧接される方向（時計方向）に常時付勢されているが、中間転写ユニット３００には、カム５５が設けられており（図１参照）、このカム５５がケース３７４の下端と当接していることによって、ケース３７４の回動が規制されるようになっている。
【００５２】
カム５５は、図示しない駆動手段によって駆動され、図２に示す位置にあるとき、ケース３７４を仮想線で示すように反時計方向に回動させ、ファーブラシ３７１およびクリーナブレード３７２を中間転写ベルト３６０から離間させるようになっている。
【００５３】
図２において、５６は、駆動ローラ３１０に対向する位置となるように画像形成装置本体に設けられた位置検出センサであり（図１参照）、中間転写ベルト３６０の位置を検出するためのものである。
【００５４】
以上のような中間転写ユニット３００は、画像形成装置本体に対して着脱可能となっている。
【００５５】
さらに、この実施の形態では、種々の工夫がなされ、あるいはなすことが可能であるので、以下それについて説明する。
【００５６】
＜駆動ローラ３１０に関し＞
（１）駆動ローラ３１０の外径は、感光体１１０の周速に対して中間転写ベルト３６０の周速が僅かに（公差の範囲内で）速くなるように構成してある。
【００５７】
感光体１１０の周速と、感光体１１０からトナー像が転写される中間転写ベルト３６０の周速とは、完全に一致していることが望ましい。
【００５８】
しかしながら、感光体１１０の外径および駆動ローラ３１０の外径には公差があるため、前記周速同士を完全に一致させることは不可能である。このような状況において、駆動ローラ３１０への巻掛け部分における中間転写ベルト３６０の周速が感光体１１０の周速よりも僅かに遅くなったとすると、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との圧接位置（一次転写位置Ｔ１）と、駆動ローラ３１０との間において、中間転写ベルト３６０に対しこれを弛ませようとする力が極僅かとはいえ作用することとなり、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態が不安定となってしまう。
【００５９】
そこで、この実施の形態では、駆動ローラ３１０の外径を、感光体１１０の周速に対して中間転写ベルト３６０の周速が僅かに（公差の範囲内で）速くなるように構成した。
【００６０】
このように構成すると、感光体１１０と一次転写ローラ３２０との圧接位置（一次転写位置Ｔ１）と、駆動ローラ３１０との間において、中間転写ベルト３６０が、僅かではあるが常に張り状態となるため、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態が安定することとなる。
【００６１】
なお、駆動ローラ３１０の外周面の振れ量は、±０．０５ｍｍ以下とした。
【００６２】
（２）中間転写ベルト３６０の周期が駆動ローラ３１０の周期の整数倍となるように構成した。
【００６３】
このように構成すると、駆動ローラ３１０の軸あるいは外周面の振れによって生じる、中間転写ベルト３６０上で重ね合わされる各色のトナー像の間におけるズレの量を低減することができる。
【００６４】
なお、具体的には、上記比率は５：１とした。
【００６５】
（３）中間転写ベルト３６０の周期が感光体１１０の周期の整数倍となるように構成した。
【００６６】
このように構成すると、感光体１１０の軸あるいは外周面の振れによって生じる、中間転写ベルト３６０上で重ね合わされる各色のトナー像の間におけるズレの量を低減することができる。
【００６７】
なお、具体的には、上記比率は２：１とした。
【００６８】
（４）駆動ローラ３１０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角は、９０゜以上とし、かつ、他のローラに対する巻掛け角より大きくした。
【００６９】
このように構成すると、駆動ローラ３１０と中間転写ベルト３６０との摩擦係数が小さくても、あるいは長期使用によって小さくなっても、安定して中間転写ベルト３６０を駆動することができる。
【００７０】
なお、具体的には、上記巻掛け角は、１５１゜程度とした。
【００７１】
また、駆動ローラ３１０の外周面には、摩擦係数を上げるために、ウレタンコートを施した。
【００７２】
＜バックアップローラ３５０に関し＞
バックアップローラ３５０と二次転写ローラ３８０との圧接部、すなわち二次転写部Ｔ２（図２参照）における、中間転写ベルト３６０と記録媒体Ｓとの分離方式は、曲率分離方式とし、バックアップローラ３５０の直径をφ３５ｍｍ以下、バックアップローラ３５０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を９０゜以上とした。
【００７３】
このように構成することによって、記録媒体Ｓが中間転写ベルト３６０から確実に分離されるようになる。
【００７４】
なお、より望ましくは、バックアップローラ３５０の直径をφ３０ｍｍ以下、バックアップローラ３５０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１０５゜以上とする。具体的には、直径をφ３０ｍｍ、巻掛け角度を１０９゜とした。
【００７５】
また、中間転写ベルト３６０の表面抵抗は、１０¹²Ω以下とすることが望ましい。
【００７６】
＜クリーニング手段３７０に関し＞
（１）テンションローラ３４０を、バックアップローラ３５０に比べて、水平方向においてクリーニング手段３７０側に偏位させ（近づけ）、ファーブラシ３７１と中間転写ベルト３６０との当接部の下方にトナー回収室３７５の一部が開口する構成とした。
【００７７】
このように構成すると、ファーブラシ３７１によって払い落とされたトナーが、トナー回収室３７５に回収され易くなる。
【００７８】
より望ましくは、テンションローラ３４０とバックアップローラ３５０との間における中間転写ベルト３６０と鉛直線Ｖとのなす角度θ（すなわちテンションローラ３４０とバックアップローラ３５０の共通接線と鉛直線Ｖとのなす角度θ）を１０゜以上、さらに望ましくは１５゜以上とする。
【００７９】
このように構成すると、ファーブラシ３７１によって払い落とされたトナーが、トナー回収室３７５により確実に回収され易くなるとともに、クリーニング手段３７０が中間転写ベルト３６０から離間する際に落下するトナーもトナー回収室３７５内に回収され易くなる。
【００８０】
（２）クリーニング手段３７０の中間転写ベルト３６０に対する付勢力を受ける手段をテンションローラ３４０で兼用した。
【００８１】
このように構成することによって製造コストを削減することができる。また、これとは別にテンションローラを設ける必要がなくなり、ローラの本数を少なくすることができるので、各ローラが大きな巻掛け角をとれるようになる。
【００８２】
＜皺取りローラ３３０に関し＞
皺取りローラ３３０を、一次転写位置Ｔ１に対し、中間転写ベルト３６０の循環方向上流側において近接させて配置し、皺取りローラ３３０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１０゜以上とした。
【００８３】
このように構成することによって、テンションローラ３４０と皺取りローラ３３０との間で中間転写ベルト３６０に生じる皺（皺取りローラ３３０からテンションローラ３４０方向を見たときの波打ち状態）を皺取りローラ３３０で除去し、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の状態を平滑なものとすることができる。
【００８４】
なお、より望ましくは、皺取りローラ３３０に対する中間転写ベルト３６０の巻掛け角度を１５゜以上とする。具体的には１７．６゜とした。
【００８５】
また、皺取りローラ３３０に代えて、中間転写ベルト３６０の進行方向を１０゜以上変更させる手段（例えばガイド板等）を設けても良い。
【００８６】
＜一次転写位置Ｔ１に関し＞
（１）一次転写位置Ｔ１において、中間転写ベルト３６０が感光体１１０に対して接線方向に直線的に張られるように、駆動ローラ３１０，一次転写ローラ３２０，および皺取りローラ３３０を配置した。
【００８７】
このような構成とすることによって、ベルトテンションによらず転写ニップを安定させることができる。仮に、一次転写ローラ３２０に対して中間転写ベルト３６０を巻掛け、その巻掛け部分において一次転写位置Ｔ１を形成したとすると、中間転写ベルト３６０の張力の変動が一次転写位置Ｔ１に与える影響が大きくなるが、中間転写ベルト３６０を一次転写ローラ３２０に巻掛けずに感光体１１０に対して接線方向に張る構成とすることによって、上記影響を低減することができる。
【００８８】
（２）一次転写位置Ｔ１を駆動ローラ３１０に対して近接させて配置した。
【００８９】
一次転写位置Ｔ１と駆動ローラ３１０との間の距離が大きくなると、この間における中間転写ベルト３６０の伸縮量がおおきくなって、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の走行速度が不安定になる。
【００９０】
そこで、この実施の形態では、一次転写位置Ｔ１を駆動ローラ３１０に対して近接させて配置することによって、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０の走行速度の安定化を図っている。
【００９１】
一次転写位置Ｔ１と駆動ローラ３１０との間の距離Ｌ１（図２参照）は、望ましくは４０ｍｍ以下、より望ましくは、３５ｍｍ以下とする。具体的には、３０．５ｍｍ程度とした。
【００９２】
（３）皺取りローラ３３０から駆動ローラ３１０までの中間転写ベルト３６０の直線部の長さを、アスペクト比で０．２５以下、より望ましくは０．１５以下とする。
【００９３】
上記皺の影響をより効果的に抑制するためである。
【００９４】
なお、具体的には、上記直線部の長さを５５．５ｍｍ程度とした。
【００９５】
＜位置検出に関し＞
前述したように、位置検出センサ５６を、駆動ローラ３１０に対向する位置に配置し、駆動ローラ３１０上で中間転写ベルト３６０の位置を検出するようにした。
【００９６】
これによって、中間転写ベルト３６０の走行周期を正確に検出することができる。
【００９７】
位置検出センサ５６は、反射型の光センサとし、中間転写ベルト３６０上には、この位置検出センサ５６によって検出されるべきマークを印刷によって設けた。
【００９８】
位置検出センサを透過型の光センサとし、これによって検出されるべき穴を中間転写ベルト３６０に開けた場合には、穴に応力が集中してその形状が変形するため、正確な検出を行なうことができなくなるおそれがあるが、この実施の形態では、位置検出センサ５６を反射型の光センサとし、これによって検出されるべきマークを中間転写ベルト３６０上に印刷によって設けたので、中間転写ベルト３６０の走行周期を正確に検出することができる。
【００９９】
＜中間転写ベルト３６０の張架構成等について＞
中間転写ベルト３６０の張架構成は、一次転写位置Ｔ１から二次転写位置Ｔ２までの間の中間転写ベルト３６０上の長さを、Ａ４サイズの用紙の横方向長さ以上とし、二次転写位置Ｔ２から一次転写位置Ｔ１までの間の中間転写ベルト３６０上の長さについても、Ａ４サイズの用紙の横方向長さ以上とした。すなわち、このような長さとなるように、中間転写ベルト３６０を張架した。
【０１００】
このような構成とすると、Ａ４サイズの用紙に連続して印字する場合において、二次転写ローラ３８０を中間転写ベルト３６０に当接させるタイミングを用紙間に設定する、すなわち、一次転写中には二次転写ローラ３８０を当接させないようにすることができる。
【０１０１】
一次転写中に二次転写ローラ３８０を中間転写ベルト３６０に当接させると、そのショックで一次転写による画像に乱れが生じるおそれがあるが、上記の構成とすることによって、このような事態を防止することができる。
【０１０２】
＜クリーニング手段３７０に関し＞
（１）クリーナブレード３７２は、ウレタンゴム製とし、その自由長を８ｍｍ程度、厚みを３ｍｍ程度、ヤング率を７〜９ＭＰａ程度、ホルダー角（無荷重状態でのブレードと、その当接位置におけるローラの接線とのなす角度）を２０゜程度、中間転写ベルト３６０への当接圧を４５ｇｆ／ｃｍ程度とした。
【０１０３】
このように構成すると、トナーのすり抜けや、ブレードの振動、めくり上がりによるクリーニング不良が生じないようにできる。
【０１０４】
（２）ケース３７４とは別に廃トナーボックスを設けた。
【０１０５】
このように構成すると、ケース３７４内に多量の廃トナーが溜まるということがなくなるので、ケース３７４を揺動させる際の負荷、および揺動させた後にケース３７４に作用する力の変動を低減させることができ、結果としてクリーナブレード３７２の中間転写ベルト３６０に対する当接圧を安定化させることができる。
【０１０６】
（３）トナー搬送スクリュー３７３の軸３７３ａ（図２参照）を、ケースの回動中心とした。
【０１０７】
このように構成すると、他の固定部材、例えばケース３７４の廃トナー搬出口と、廃トナーボックスのトナー受け入れ口との相対的位置関係を確保するのが容易になる。
【０１０８】
（４）カム５５は、ＳＩＮカムとした。
【０１０９】
このように構成することによって、中間転写ベルト３６０に対する衝撃を小さくすることができる。
【０１１０】
＜パッチセンシングに関し＞
パッチセンシング、すなわち、試し印字時のトナー量検出は、駆動ローラ３１０上の中間転写ベルト３６０で行なうようにした。
【０１１１】
このように構成することによって、巻掛け角が大きく、速度的にも安定した場所で行なうことができる。
【０１１２】
＜ビードに関し＞
ビードは、中間転写ベルト３６０の裏面に循環方向に沿って設けられる突条であり、この突条を、ベルトが巻掛けられるローラに形成された凹溝（規制溝）に係合させることによって、ベルトの（ローラの軸線方向における）位置を規定するためのものである。
【０１１３】
このビードは必ずしも設けなくても良いものであり、図２に示した実施の形態においても設けられてはいないが、設ける場合には、次のような構成とする。
【０１１４】
（１）ビードとしてはシリコンゴムを用い、その厚さ（突出高さ）は１．５ｍｍ程度とし、幅は４ｍｍ程度とする。
【０１１５】
（２）ビードの規制溝に対する摩擦係数は、いずれのローラに対する中間転写ベルト３６０の基材の摩擦係数よりも、小さくする。
【０１１６】
このように構成することによって、ビードと規制溝との摩擦力にるベルト軸方向のテンション勾配の発生を低減することができる。
【０１１７】
なお、ローラに対する中間転写ベルト３６０の基材の摩擦係数は０．４程度である。
【０１１８】
（３）ビードの弾性強度は、Ｅ＝２．０〜８．０ＭＰａ程度とする。
【０１１９】
柔らかすぎると規制部でのスラスト方向の応力が一箇所に集中し、それがビード接着部の狭い範囲に集中してしまうからである。
【０１２０】
逆に硬すぎると、ベルトの曲がり部分に対するビードの関与が大きくなってしまうからである。
【０１２１】
なお、より望ましくは、ビードの弾性強度は、
ｔ１：ベルト膜厚
ｔ２：ビード厚
Ｅ１：ベルトヤング率（〜４．０×１０³［ＭＰａ］）
としたとき、
１．０〜（ｔ１／ｔ２）²Ｅ１［ＭＰａ］とする。
【０１２２】
（４）ビード規制溝は、一次転写位置Ｔ１に隣接していないローラに設ける。
【０１２３】
このように構成すると、ビードと規制溝との接触によるランダムな中間転写ベルト３６０の変動によって、中間転写ベルト３６０上において重ね合わせれられる各色トナー像間の位置ズレを低減することができる。
【０１２４】
例えば、ビード規制溝は、バックアップローラ３５０の端部に、段付きのフランジを取り付けることによって構成する。
【０１２５】
（５）ビード幅に対して、規制溝の幅を多少大きくし、ビード貼着の真直性に対してマージンを持たせる。
【０１２６】
例えば、ビード幅が４ｍｍ程度であれば、規制溝の幅は４．２ｍｍ程度とする。
【０１２７】
＜中間転写ユニット３００の交換、取扱いに関し＞
（１）中間転写ユニット３００を机上等に置いたときに、中間転写ベルト３６０が机上面等と接触しない構造として、中間転写ベルト３６０の破損や異物付着を防止する。
【０１２８】
（２）中間転写ユニット３００を机上等に置いたときに、駆動伝達部（例えば歯車３１１等）が机上面等と接触しない構造として、駆動伝達部の変形やの破損を防止する。
【０１２９】
（３）中間転写ユニット３００の電極部を駆動伝達部の反対側に設けた構造として、電極の汚れや、接点不良を防止する。
【０１３０】
（４）中間転写ユニット３００を装着しないと、感光体ユニット１００を装着することができない構造として、誤った取付を防止する。
【０１３１】
（５）廃トナーボックスの容量を中間転写ベルト３６０の寿命に対応させ、中間転写ユニット３００とともに廃トナーボックスも交換される構造とし、取扱い性を向上させる。
【０１３２】
＜シーケンスに関し＞
（１）露光書き込みタイミングの基準となる中間転写ベルト３６０の位置検出をを行なう際には、一次転写のバイアスを印加する、すなわち、位置検出前に一次転写のバイアスを印加することとする。
【０１３３】
このようにすると、４色それぞれの、位置検出から一次転写までの、一次転写位置Ｔ１における中間転写ベルト３６０への負荷がほぼ等しくなり、中間転写ベルト３６０上において重ね合わせれられる各色トナー像間の位置ズレ（このズレをレジストずれという）を抑制することができる。
【０１３４】
（２）中間転写ベルト３６０の停止時における、位置検出用マークの位置が、一次転写位置Ｔ１よりも上流側にあるようにした。例えば、図２においてＭで示す位置にあるようにした。
【０１３５】
このようにすると、中間転写ベルト３６０の回転初期における、バイアス印加による中間転写ベルト３６０の張力が不安定なときに位置検出を行なうことができ、周期ズレによる、レジストずれを回避することができる。
【０１３６】
＜中間転写ユニット３００のフレーム３０１に関し＞
フレーム３０１の側板を絶縁部材で構成することによって、ローラにバイアスを印加するためのローラ軸（および／または軸受部材）に対する絶縁を不要とする。
【０１３７】
また、絶縁部材としてＡＢＳ樹脂を用いることによって、フレーム３０１の熱膨張率を、中間転写ベルト３６０のそれとほぼ同じにし、温度変化による相対位置ずれを防止することができる。
【０１３８】
【実施例】
以下、さらに具体的な実施例について説明する。
【０１３９】
以下の説明は、主として転写プロセスについてのものである。
【０１４０】
＜一次転写効率の安定化を図るために＞
（１）一次転写のインピーダンスが大きいとき（略３０ＭΩ以上のとき）は定電流に、インピーダンスが小さいとき（略３０ＭΩ以下のとき）には、定電圧制御となる高圧電源を用いた。
【０１４１】
これによって、トナー量（膜厚）、環境、および部材抵抗にバラツキがあったとしても、良好な転写がなされるようにした。
【０１４２】
（２）中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²ｃｍとした。
【０１４３】
また、一次転写ローラ３２０は、ウレタンにカーボンを分散したローラとし、その抵抗は１０⁶〜１０⁸Ω（より好ましくは１０⁷Ω程度）とし、硬度は４５±５゜とし、感光体１１０に対する圧接荷重は１．０〜３．５ｋｇ（より好ましくは２．５ｋｇ程度）とした。
【０１４４】
以上のような抵抗値の範囲とすると、１２００Ｖ以下で転写が可能となる。
【０１４５】
また、以上のような硬度および荷重の範囲とすると、いわゆる中抜けを防止することができる。
【０１４６】
（３）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１４７】
大粒径の外添剤は、主にトナーの耐久安定性を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、トナーの流動性が悪くなり、中抜けその他に影響して好ましくないからである。
【０１４８】
また、小粒径の外添剤は、主にラフ紙の転写性を向上させるために必要であり、この点からすれば多いほど良いが、４．０ｗｔ％を越えると、浮遊シリカが引き金となり、感光体１１０や中間転写ベルト３６０がフィルミングし易くなって好ましくないからである。
【０１４９】
以上（１）〜（３）の条件により、一次、二次同時転写時の干渉による画像劣化を防ぐとともに、高圧電源の容量を必要最小限に抑えることができる。
【０１５０】
＜二次転写効率の安定化を図るために＞
（１）二次転写のインピーダンスが大きいとき（略２０ＭΩ以上のとき）は定電流に、インピーダンスが小さいとき（略２０ＭΩ以下のとき）には、定電圧制御となる高圧電源を用いた。
【０１５１】
これによって、紙種、環境、および部材抵抗にバラツキがあったとしても、良好な転写がなされるようにした。
【０１５２】
（２）中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²ｃｍとした。
【０１５３】
また、二次転写ローラ３８０は、イオン系のローラとし、その抵抗は１０⁶〜１０⁸Ωとし、硬度は６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇ（より好ましくは７．０ｋｇ程度）とした。
【０１５４】
以上のような抵抗値の範囲とすると、４０００Ｖ以下、２００μＡ以下で転写が可能となる。
【０１５５】
なお、バックアップローラ３５０は、接地し、アースローラとした。
【０１５６】
（３）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１５７】
その理由は前述した通りである。
【０１５８】
＜用紙等の記録媒体Ｓの裏面汚れを防止するために＞
二次転写ローラ３８０が中間転写ベルト３６０に当接している時で、紙間もしくは色間時に、トナーを中間転写ベルト３６０に戻す方向の電圧（０〜−６００Ｖ程度）を印加するようにした。
【０１５９】
このように構成すると、二次転写ローラ３８０に付着するトナーが低減し、記録媒体Ｓの裏面汚れが低減される。
【０１６０】
＜ラフ紙（ボンド紙）に対しても良好な転写がなされるようにするために＞
（１）二次転写ローラ３８０は、その硬度を６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇ（より好ましくは７．０ｋｇ程度）とした。
【０１６１】
（２）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１６２】
また、トナーとしては、粒径７μｍ程度の高濃度顔料トナーを用いた。
【０１６３】
（３）二次転写前のトナー量、すなわち、中間転写ベルト３６０上のトナー量を、１．５ｍｇ／ｃｍ²以下とした。
【０１６４】
以上（１）〜（３）の構成とすることによって、ニーナボンド紙のようなラフ紙に対しても良好な転写状態を得ることができる。
【０１６５】
すなわち、二次転写ローラ３８０を上記のような高硬度とし、これに与える荷重を高くすることによって、用紙表面をトナーに密着させることができ、高電界を形成しても、放電による転写不良が抑制される。なお、高荷重によって用紙の搬送状態も安定化する。
【０１６６】
さらに、二次転写前のトナー量を上記のように少なくすることにより、トナーの転写効率を高めることができる。
【０１６７】
＜中抜けを防止するために＞
（１）中間転写ベルト３６０の材質は、導電剤としてカーボンブラック等を分散させたＥＴＦＥもしくはフッ素微粒子含有ウレタン塗料をコートしたアルミ蒸着ＰＥＴもしくは導電剤としてカーボンブラック等を分散させたポリイミドとした。
【０１６８】
なお、感光体１１０の材質は、ポリカーボネイトとした。
【０１６９】
（２）一次転写ローラ３２０は、その硬度を４５±５゜とし、感光体１１０に対する圧接荷重を１．０〜３．５ｋｇとした。
【０１７０】
（３）二次転写ローラ３８０は、その硬度を６０±５゜とし、バックアップローラ３５０に対する圧接荷重は５．０〜９．０ｋｇとした。
【０１７１】
（４）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１７２】
また、流動性についてはＡ．Ｄ ０．３５ｇ／ｃｃ程度とした。
【０１７３】
以上のような構成とすると次のような作用効果が得られる。
【０１７４】
すなわち、一次転写部においては、感光体１１０から中間転写ベルト３６０への転写条件が、低硬度、低荷重、高流動性トナーとなっているので、中抜けが防止される。
【０１７５】
二次転写部においては、中間転写ベルト３６０からの転写条件が高硬度、高荷重となっているが、中間転写ベルト３６０の材質がフッ素系となっており、高流動性トナーとなっていることによって、中抜けが防止される。
【０１７６】
＜散り（トナーの飛散）を低減するために＞
（１）一次転写位置（一次転写部）Ｔ１の上流側近くに皺取りローラ３３０を設けた。
【０１７７】
（２）使用するトナーの外添剤の量については、大粒径の外添剤の量を０．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは０．７ｗｔ％程度）とし、小粒径の外添剤の量を１．５〜４．０ｗｔ％（より好ましくは２．０ｗｔ％程度）とした。
【０１７８】
また、流動性についてはＡ．Ｄ ０．３５ｇ／ｃｃ程度とし、帯電量は−１０μＣ／ｇ以上とした。
【０１７９】
（３）中間転写ベルト３６０の表面粗さは、Ｒｍａｘ１μｍ（より好ましくは０．７μｍ）以下とした。
【０１８０】
また、中間転写ベルト３６０の表面抵抗を１０⁸〜１０¹²Ω／□、体積抵抗率を１０⁸〜１０¹²ｃｍとした。
【０１８１】
以上のようなの構成とすると次のような作用効果が得られる。
【０１８２】
すなわち、一次転写部においては、皺取りローラ３３０によって中間転写ベルト３６０の皺が低減し、散りが抑制される。
【０１８３】
二次転写部においては、中間転写ベルト３６０上のトナーが安定して搬送され、散りが抑制される。
【０１８４】
＜低コスト化を図るために＞
（１）中間転写ベルト３６０は、ＡＬ蒸着したシート状のＰＥＴ上に、ウレタンをベースとしＰＥＦＴ粒子および導電剤としてのＳｎＯを分散させた塗料を塗布し、両端を超音波融着で接着して無端状の中間転写ベルト３６０を構成する。
【０１８５】
なお、両端接着によって生じる段差は５０μｍ以下、より望ましくは３０μｍ以下とする。塗料のヤング率は、１．５×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²程度とする。塗料の表面抵抗は、１０⁸〜１０¹²Ω／□程度とし、表面粗さはＲｍａｘ１μｍ（より好ましくは０．７μｍ）以下ととする。電極構成は、端縁部のＡＬ面に導電層を印刷し、ローラ電極（１ＭΩ以下）によりバイアス印加する構成とする。
【０１８６】
（２）高圧電源は、一次転写部については電流吸い込み型の定電圧制御とし、二次転写が終了するまで一次転写電圧を印加することとする。
【０１８７】
以上（１）（２）のような構成とすると、転写効率およびクリーニング性を向上させることができる。
【０１８８】
また、一次転写ローラについては、これをバックアップローラとしてのみ機能させ、電極として機能させる必要がなくなる。
【０１８９】
さらに、上記の電極構成および電源構成とすることにより、一次、二次同時転写時の干渉による画質劣化を抑えることができる。
【０１９０】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記の実施の形態または実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【０１９１】
【発明の効果】
請求項１記載の中間転写ユニットによれば、一次転写位置と駆動ローラとの間における中間転写ベルトの伸縮量が小さくなって、一次転写位置における中間転写ベルトの走行速度が安定し、結果として良好な状態の一次転写が得られ易くなる。
【０１９２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中間転写ユニットの一実施の形態を用いた画像形成装置の一例を示す模式図。
【図２】主として中間転写ユニット３００を示す一部省略側面図。
【図３】歯車列の主要部分を示す図。
【符号の説明】
１１０ 感光体
Ｔ１ 一次転写位置
Ｔ２ 二次転写位置
３１０ 駆動ローラ
３６０ 中間転写ベルト

Claims (1)

1. 感光体上に形成されたトナー像が一次転写され、このトナー像をさらに記録媒体に二次転写する中間転写ベルトと、この中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラとを備えたものであって、
   前記一次転写位置において，前記中間転写ベルトを介して前記感光体に圧接される一次転写ローラが設けられているとともに，前記一次転写位置に対して，前記中間転写ベルトの循環方向に関し，上流側に皺取りローラが近接配置され，下流側に前記駆動ローラが近接配置され，かつ，前記駆動ローラの外径が、前記感光体の周速に対して中間転写ベルトの周速が僅かに速くなるように構成されているとともに，前記一次転写位置において、前記中間転写ベルトが前記感光体に対して接線方向に直線的に引っ張られるように、前記駆動ローラ，一次転写ローラ，および皺取りローラが配置されていることを特徴とする中間転写ユニット。

Images