JP3700391B2

JP3700391B2 - Image forming apparatus

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Publication number: JP3700391B2
Application number: JP13822698A
Authority: JP
Inventors: 長和桶川; 陽子宮本; 雅夫大久保; 隆川端; 幸男林
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2018-05-20
Also published as: JPH11327322A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に係り、特に、複数のロール間に張架されて回転し、ベルト外周面にトナー像や用紙等を保持して搬送する無端状のベルト部材を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の画像形成装置としては、例えば、ベルト部材として中間転写ベルトを使用した中間転写方式のカラー画像形成装置がある。これは、電子写真プロセス等によりトナー像が形成される像担持体（例えば感光体ドラム）の転写部で接触して回転するように中間転写ベルトを複数のロール間に張架して配設したものであり、前記像担持体上に形成される複数のトナー像を一旦中間転写ベルトの同じ位置に重ね合わせるように一次転写した後、その中間転写ベルト上に転写された多重のトナー像を用紙に対し一括して二次転写するものである。そして、用紙上に転写された多重のトナー像は、その後定着装置により定着されてカラー画像となる。
【０００３】
この他、ベルト部材を備えた画像形成装置としては、用紙を担持して複数の画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送する用紙搬送転写ベルトを使用した、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置もある。これは、各色成分のトナー像を個々に形成するため画像形成ユニットを複数並べて配置し、その各画像形成ユニットの転写部で接触して回転するように用紙搬送転写ベルトを複数のロール間に張架して配設したものであり、その用紙搬送転写ベルトに吸着して担持した用紙を各画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニットで形成される各トナー像を同じ用紙に順次重ね合わせるように転写し、最後に定着させてカラー画像とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような中間転写ベルトや用紙搬送転写ベルト等に代表されるベルト部材１００を使用したカラー画像形成装置においては、図９に示すように、そのベルト部材１００の一部表面に貼着部材１２０が貼り付けられることがあり、このような貼着部材１２０が貼り付けられている場合には、ベルト部材１００を取りまく環境条件が変化すると（特に高湿になると）、貼着部材１２０が貼り付けられている周辺のベルト部材１００領域にベルト面が波打つように変形したうねりＥが発生することがある。
【０００５】
例えば、同図に示されるように、ベルト部材１００の片寄り走行や蛇行を防ぐ観点から、ベルト部材１００を所定の張力がかかるように張架する複数のロールの一部端部にベルト部材１００の一端部を突き当てながら走行させるための円盤状の規制板１３０を設け、その規制板１３０に付き当てられるベルト部材１００の端部にそって補強の目的で補強用テープ１４０を貼り付ける場合がある。この場合、そのベルト部材１００が高湿等の環境下におかれると、特にベルト部材１００の補強用テープ１４０の周辺部にうねりＥが発生することがある。また、このようなうねりは、高温等の環境下になった場合においても発生し得ることが確認されている。さらに、その貼着部材１２０としては、前記した補強用テープの他にも、例えば、ベルト部材１００の走行タイミング等の制御に使用する基準信号を取り出すために光学式センサにより検知される検知用マーク（フィルム片状のもの）１５０や、ベルト部材１００のつなぎ目に貼りつける接合用テープ１６０等があるが、これらの各貼着部材が貼りつけられている場合においても、前記したようなうねりが同様に発生することがある。
【０００６】
これらのうねりは、そのいずれも、複数のロール間に所定の張力がかけられた状態で張架されたベルト部材１００の一部に貼着部材がある場合に、そのベルト部材と貼着部材が互いの物性が相違することに起因して発生しているものと推測される。
【０００７】
しかも、このような貼着部材の存在に起因して発生するうねりは、一旦発生した後に放置しておくと、その後、ベルト部材１００を取りまく湿度環境が平常な状態にもどったときや、あるいはベルト部材１００にかける張力が軽減又は除去されたときであっても、消失することなく残存してしまう傾向がある。また、このようなうねりは、ベルト部材が前記した中間転写ベルトや用紙搬送転写ベルトのように厚さが例えば０．３ｍｍ以下程度のきわめて薄いものである場合に、顕著に発生する傾向もある。
【０００８】
そして、このようなうねりが発生した場合には、ベルト部材１００の平滑性が保たれなくなるため、うねりの発生部分に相当する部位ではトナー像の転写等が正常になされず画像が抜けたり、あるいはずれたり、あるいは画像の濃度や色調がばらつく等の画像欠陥が発生するという不具合がある。
【０００９】
ちなみに、特開平３−１０６７３６号公報には、シート搬送装置におけるシート搬送ベルトを長期間放置したときにそのベルトに発生する永久変形を防止し、その変形に伴い発生する画質劣化を防止するための画像形成装置として、かかるベルトの停止時にそのベルトにかかるテンションを回転動作時よりも多段階的に弱くすることができる機構を備えたものが示されている。
【００１０】
しかし、この公報に示される画像形成装置では、シート搬送ベルトにかけるテンションを特定の時期に単に弱めるのみであるため、その搬送ベルトに前述したような補強用貼着テープ等の貼着部材が貼りつけられた場合には、その貼着部材の存在に起因するうねりの発生を防止することは期待できず、しかも、そのうねりが一旦発生すると、前述したようにうねりが消失せず残存してしまう可能性が強い。さらに、この画像形成装置におけるベルト部材にかけるテンションを可変設定するための機構を、湿度等の環境条件を検知した情報に基づいて動作させるように構成して採用することも考えられるが、その場合には、その機構等がより煩雑なものとなる上に高価なものとなってしまう。
【００１１】
本発明は以上の事情に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、環境条件、特に湿度条件が変動した際に、貼着部材が貼りつけられているベルト部材に発生することがあるうねりをより簡便かつ的確に防止し、かかるうねりに起因する画像欠陥のない良好な画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、複数のロール間に張架されて回転し、ベルト外周面に少なくともトナー像又は用紙を保持して搬送するベルト部材を備え、そのベルト部材の一部領域には貼着部材が貼りつけられている画像形成装置において、前記ベルト部材及び貼着部材として、その双方の吸水率あるいは吸湿膨張係数が互いに同一の又は近似した関係になるように構成したものを使用しているものである。
【００１３】
この手段において、ベルト部材は、前述したようなトナー像を保持して搬送する中間転写ベルトや、トナー像が転写される用紙を保持して搬送する用紙搬送転写ベルトであるが、その他にも、例えば単に用紙を搬送するための用紙搬送ベルト等であってもよい。また、このベルト部材は、主にそのベルト厚さが比較的薄いものが対象となる。
【００１４】
また、貼着部材は、ベルト部材に必要に応じて貼りつける部材であれば特に制約されるものではなく任意である。例えば、前記したような補強用テープ、検知用マーク、接合用テープ等である。この貼着部材は、通常、ベルト部材とほぼ同程度の厚さからなるものである。ベルト部材の厚さに比べて数十倍以上の厚さからなる貼着部材では、前記したようなうねりが発生することがほとんどない。また、この貼着部材は、通常ベルト部材の外周面側の非画像形成領域に貼りつけるものが対象となるが、ベルト部材の内周面側の非画像形成領域に貼りつけるものであってもよい。
【００１５】
そして、このようなベルト部材と貼着部材は、その双方の吸水率あるいは吸湿膨張係数が互いに同一の又は近似した関係になるように構成される。
【００１６】
ここで、吸水率は、ＪＩＳＫ６９１１／７２０９の測定方法に準拠した方法により測定して得られるものであり、試験片の蒸留水への浸せき前後における質量変化量を百分率で表したものである。なお、上記ＪＩＳ規格の測定方法では、測定試料として直径φ５０±１ｍｍ，厚さ３±０．２ｍｍの円盤形状のものを使用することを規定しているが、この発明においては、ベルト部材が比較的うすいものであって上記規格の厚さ寸法の条件を満たすことができない場合には、上記規格の円盤形状の試料と同じ体積となる寸法形状にしたものを試料として使用して測定を行っている。一方、吸湿膨張係数は、一定温度（２３℃）下において試料を相対湿度を２０％ＲＨから８０％ＲＨまで順次変化させた環境下においたとき、その試料の長手方向（ＭＤ）における長さの変化量を測定し、単位「／％ＲＨ」として表されるものである。
【００１７】
ちなみに、この吸水率と吸湿膨張係数とは、吸水率がいわば試験片が吸収した水分量を初めの質量に対する割合で示しているのに対し、吸湿膨張係数がいわば単位湿度あたりの試料の長さの変化割合を示していることから、うねりの問題からとらえた場合、吸湿膨張係数の方が本発明の特徴を示すのに適している。
【００１８】
この吸水率あるいは吸湿膨張係数が近似した関係とは、吸収率の場合には、両部材の各吸水率が１：０．２〜１：１．５程度の関係にあることをいい、吸湿膨張係数の場合であれば、両部材の吸湿膨張係数が約±５０％の範囲内におさまる程度の関係をいう。例えば、吸湿膨張係数を例にあげて具体的に説明すると、その一方の部材の吸湿膨張係数が１×１０^-14／％ＲＨであるとき、その他方の部材の吸湿膨張係数がその約±５０％の範囲となる（０．５〜１．５）×１０^-14／％ＲＨである関係をいう。また、ベルト部材と貼着部材は、この吸水率あるいは吸湿膨張係数に加えて、その双方の熱膨張係数が互いに同一の又は近似した関係になるように構成されたものであれば、より望ましい。以上のような物性の関係からなるベルト部材と貼着部材とは、互いに同じ材料を用いて構成されることが一般的であるが、互いに異なる材料を用いて構成されるものであっても構わない。
【００１９】
このような画像形成装置によれば、そのベルト部材とそのベルト部材に貼り付けられた貼着部材との吸水率あるいは吸湿膨張係数がほぼ同じ関係にあるため、高湿等の環境下になった場合であっても、そのベルト部材と貼着部材が互いに近似した膨張（変形）度合いを示すので、両者間にひずみが発生しにくくなり、結果的に、ベルト部材の貼着部材周辺部にうねりが発生しないか又は発生しにくくなる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
◎実施の形態１
［装置全体の構成及びその動作］
図１は、本発明の一実施形態に係る、中間転写ベルトを備えたカラー複写機を示す概要図である。この複写機は、大別すると、原稿の画像を読み取る画像読取部１と、その画像読取部１にて得られる画像情報に基づいてトナー像を形成して用紙上に出力する画像出力部２とで概略構成されている。
【００２２】
画像読取部１では、原稿台であるプラテン１０に載せられた原稿（図示省略）に、そのプラテン１０の下面側にそって移動する原稿照明用ランプ１１から光が照射され、原稿からの反射光が移動ミラーユニット１２、レンズ１３，固定ミラー１４を介してＣＣＤ等の電荷結合素子１５に入射される。電荷結合素子１５は、その入射光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色に同時に分解してＲ，Ｇ，Ｂの電気信号に変換し、その各電気信号を画像処理回路１６に入力する。画像処理回路１６は、Ｒ，Ｇ，Ｂの電気信号をこれらと補色の関係にあるイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色の画像信号に処理して画像メモリに蓄積する。この複写機にプリンタ機能等の他の機能を付加する場合には、例えば、外部の機器等からの画像情報を入力するための外部入力部を設ければよい。図中の１ａはプラテンカバー又は自動原稿送り装置を示す。
【００２３】
一方、画像出力部２では、光書込制御装置２０が前記画像処理回路１６に蓄積されている画像信号を所定のタイミングで読みだして光ビーム書込装置２１に出力する。光ビーム書込装置２１は、入力された画像信号を光（レーザ）ビームＬＢに変調し、そのレーザビームＬＢをポリゴンミラー２１ａによって偏向した後に、矢印ａ方向に回転する像担持体としての感光体ドラム２２に走査し、これにより感光体ドラム２２に各色に対応した静電潜像を書き込む。図中の符号２３は、その静電潜像の書き込みに先立って感光ドラム２２の外周面を均一に帯電させる帯電器である。
【００２４】
感光ドラム２２に書き込まれた静電潜像は、感光体ドラム２２の周囲に配設される現像装置２４によって直ちに現像される。現像装置２４は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナーをそれぞれ収容して供給する４つの現像器を有するロータリー方式のものであり、静電潜像に対応する色のトナーを収容する現像器を感光ドラム２２に対向する位置まで回転移動させて当該トナーを感光ドラム２２側に供給するようになっている。
【００２５】
このようにして感光ドラム２２上に形成されたトナー像は、感光ドラム２２の転写位置（一次転写部）に接触又は近接した状態で回転するように配設されるベルト部材としての中間転写ベルト３０に静電的に一次転写される。図中の符号２５は、トナーとは逆の極性のバイアス電圧が印加されるコロナ放電式の一次転写器、２６は一次転写後の感光ドラム２２の表面に残留して付着するトナー等を除去するクリーニング装置である。
【００２６】
中間転写ベルト３０は、駆動ロール３１と複数の回転自在な従動ロール３２，３３，３４に張架されており、その駆動ロール３１によって感光ドラム２２の回転方向と同一方向（矢印ｂ方向）へ同一の速度で回転するようになっている。複数の従動ロール（３２〜３４）のうちロール３２は、テンション用ロールであり、図示しないバネ等の付勢機構により矢印ｃ方向に付勢されており、これにより中間転写ベルト３０のたわみを防止するようになっている。図中の符号３５は、支持ロール（バックアップロール）３３にトナーと同じ極性のバイアス電圧が印加される電極ロール、３６は支持ロール３３に対し接離可能に配設され、その支持ロール３３との間で（ベルト３０を介して）二次転写部となるニップ部を形成する二次転写ロール、３７は中間転写ベルト３０に対し接離可能に配設され、そのベルト３０上に残留して付着するトナー等を除去するクリーニング装置である。ちなみに、二次転写ロール３６とクリーニング装置３７は、二次転写が実行される時期にのみ支持ロール３３又はベルト３０にそれぞれ当接するように設定されている。
【００２７】
また、中間転写ベルト３０の回転動作方式としては、この複写機においては、一定速度で一方向に回転させる一定速往動方式を採用しているが、用紙の種類に応じて二次転写時に回転速度を変化させるスキップ往動方式や、ベルト上の一次転写領域を繰り返して使用するためリターン（復動）させる往復動作（クイックリターン）方式を採用してもよい。
【００２８】
このようにして中間転写ベルト３０上に転写されたトナー像は、二次転写ロール３６と支持ロール３３とのニップ部（二次転写部）に送り込まれる用紙Ｐに二次転写される。この際、用紙Ｐは、給紙トレイ４０上に積層された状態で収容されており、給紙ロール４１により１枚ずつ取り出された後に、複数の搬送ロール対４２が配された用紙搬送路を経由してレジストロール４３まで搬送され、そのレジストロール４３により所定のタイミングで上記ニップ部に送りこまれるようになっている。転写終了後の中間転写ベルト３０の表面は、その転写の実行時期に合わせてベルト３０に当接するクリーニング装置３７によって清掃される。
【００２９】
中間転写ベルト３０からトナー像が転写された用紙Ｐは、その二次転写部の下流側に配設される用紙搬送用ベルト４４により搬送されて定着装置４５に送りこまれ、その定着装置４５内で圧接した状態で回転する加熱ロールと加圧ロールによって挟持搬送されることにより、トナー像の用紙上への定着が行われる。これにより、用紙Ｐ上に所定の画像が形成（コピー）される。定着終了後の用紙Ｐは、排出ロール４６により装置外へ排出され、例えば図示しない収容トレイ上に収容される。
【００３０】
この複写機では、カラーコピー（カラー画像の形成）が実行されるときには、まず、感光体ドラム２２上に原稿画像情報に応じた各色成分のトナー像が順次形成されると同時に、それら各トナー像が一次転写部において中間転写ベルト３０の同じ位置（領域）に順次重ね合わせられるように転写され、その後、中間転写ベルト３０上に多重転写されたトナー像が二次転写部において用紙Ｐに一括して転写されるようになっている。一方、白黒コピー（つまり単色画像の形成）が実行されるときには、感光体ドラム２２上に所望の色の単色トナー像が形成された後、一次転写部において中間転写ベルト３０に転写され、その後、その中間転写ベルト３０上の単色トナー像が直ちに二次転写部において用紙Ｐに転写されるようになっている。
【００３１】
［中間転写ベルトに関する詳細な構成］
ところで、この複写機においては、中間転写ベルト３０の走行安定化対策として、図２や図３に示すように、駆動ロール３１及びテンション用ロール３２の片側端部に対し、各ロール３１，３２の径よりも少し大きめの径からなる円盤状の規制板４７，４８を取り付けているとともに、この規制板４７，４８が配設されている側となる中間転写ベルト３０の端部に対し、貼着部材５としての補強用テープ５０をその端縁部にそってベルト全周にわたって貼り付けている。
【００３２】
中間転写ベルト３０は、基本的には、各種の合成樹脂又はゴム材料からなる基材にカーボンブラック等の導電剤を適量配合させ、例えば、厚さが０．０５〜０．１５ｍｍ程度のシート（フィルム）形状に成形したものを無端状のベルト形態にしたものである。また、このベルト３０は、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁶Ωｃｍの範囲に調整されている。基材の合成樹脂材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリカーボネート等が使用される。基材のゴム材料としては、シリコンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム等が使用される。
【００３３】
この実施形態では、例えば、その中間転写ベルト３０として、ポリイミドにカーボンブラックを配合して、厚さが０．１ｍｍで体積抵抗率が１０¹⁰Ωｃｍのフィルムとしたものをベルト状にしたものを使用している。また、この中間転写ベルト３０は、その吸湿膨張係数が１×１０^-4／％ＲＨであり、また、その熱膨張係数が５×１０^-5／℃である。ここで、熱膨張係数は、熱機械分析（ＴＭＡ）測定法を用いて測定したものである。
【００３４】
貼着部材５としての補強用テープ５０は、基本的に、合成樹脂又はゴム材料を、導電剤等の他の材料を含有させることなく、幅が５〜１５ｍｍ程度で厚さが０．０５〜０．５ｍｍ程度のシート（フィルム）形状に成形したものが使用される。合成樹脂材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等が使用される。この補強用テープ５０は、所定の粘着剤等を用いて中間転写ベルト３０に張り付けられる。
【００３５】
この実施形態では、補強用テープ５０として、幅が１０ｍｍで厚さが０．３ｍｍのポリイミドからなるものを使用している。このポリイミドからなる補強用テープ５０の吸湿膨張係数は０．８×１０^-4／％ＲＨであって、これは中間転写ベルト３０のそれと近似した関係にある。そして、この補強用テープ５０は、その裏面に合成樹脂系の粘着剤を２００μｍ程度の厚さに塗布した後、中間転写ベルト３０の一端部にそって全周にわたって貼り付けている。
【００３６】
また、この実施形態では、図２に示すように、中間転写ベルト３０のつなぎ目となる外周面に、そのベルト３０を構成する同じカーボンブラック入りのポリイミド（厚さ０．１ｍｍ）からなる接合用テープ５１を、貼着部材５として貼り付けている。さらに、中間転写ベルト３０の所定位置には、補強用テープ５０を構成する同じポリイミドフィルム（テープ）の表面側にアルミニウムをめっきした小片からなる光学検知用マーク（片）５２を、同じく貼着部材５として貼り付けている。これらのテープ５１及びマーク５２におけるポリイミドの吸湿膨張係数はいずれも０．８×１０^-4／％ＲＨであって、これは中間転写ベルト３０のそれと近似した関係にある。
【００３７】
このような構成からなる中間転写ベルト３０を備えた複写機では、その中間転写ベルト３０は、２本のロール３１，３２に取り付けられた係合板４７，４８に当接しながら回転するため、片寄り走行や蛇行することなく安定して回転する。これにより、中間転写ベルト３０の走行状態が不安定になることにより誘発される画質劣化が防止され、良好な画像形成が確保される。
【００３８】
次に、上記構成からなる複写機を用いて以下のようなうねり発生試験と画像試験を行った。
【００３９】
すなわち、図１や図２に示すように、中間転写ベルト３０を５ｋｇｆの張力（テンション）で張架するように設定した画像形成装置を、常温常湿（２０℃，５０％ＲＨ）の環境から高温高湿（３０℃，８５％ＲＨ）の環境下に２４時間放置した後、その中間転写ベルト３０にうねりが発生しているか否かを調べた。その結果、そのベルト３０には、補強用テープ５０の周辺部はもちろんのこと、接合用テープ５１や検出用テープ５２の周辺部、さらには他のベルト領域にもうねりが発生していなかった。
【００４０】
また、上記の画像形成装置を常温常湿の環境にもどした後に、テスト用のカラーコピーを実行したところ、得られたカラー画像には画像ぬけや色ずれ、色調むら等の画像欠陥がなく、実用上において何ら問題のない高品質なカラー画像が得られた。
【００４１】
比較のために、補強用テープ５０として、前記した実施形態のポリイミドからなるものに代えて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる幅１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのものを前記中間転写ベルト３０に貼り付けた後、前記したようなうねり発生試験と画像試験を同様にして行った。なお、このＰＥＴからなる補強用テープ５０における吸湿膨張係数は１×１０^-5／％ＲＨである。
【００４２】
その結果、中間転写ベルト３０のうちＰＥＴからなる補強用テープ５０の周辺部に振幅（最上部と最下部の高低差）が２〜３ｍｍ程度のうねりが発生していることが確認された。また、その後、常温常湿の環境にもどしたり、あるいは中間転写ベルト３０にかけている張力を解除したところ、先に発生したうねりは消失せず残ったままであった。さらに、このうねりの発生した状態の中間転写ベルト３０を使用してテスト用のカラーコピーを実行したところ、得られた画像にはそのうねりの発生部分に対応する部位に画像ぬけ（白ぬけ）が発生していることが確認された。
【００４３】
以上のことから、本実施形態の中間転写ベルト３０と補強用テープ５０等の貼着部材５のように同じポリイミドにて構成されているもの同士を使用した場合には、高湿等の環境下になった場合でも、そのベルト３０にうねりが発生しないのに対し、比較例のように貼着部材５を例えばポリエチレンテレフタレートにて構成されるものに代えた場合には、高湿等の環境下になるとそのベルト３０における貼着部材５の周辺部にうねりが発生することがわかる。
【００４４】
これは、特に中間転写ベルト３０の吸湿膨張係数Ｋ₃₀と補強用テープ５０等の貼着部材５の吸湿膨張係数ｋ₅₀とが、本実施形態の場合にはほぼ近似した関係（その係数の差が２０％）になっているのに対し（Ｋ₃₀＝１×１０^-4／％ＲＨ、Ｋ₅₀＝０．８×１０^-4／％）、比較例の場合にはある程度異なっていること（Ｋ₃₀は同じであるが、Ｋ₅₀がＫ₅₀＝１×１０^-5／％ＲＨとなり、このＫ₅₀は前記実施形態の場合と比べると１桁程度異なっている）に起因しているものと推測される。ちなみに、中間転写ベルト３０と貼着部材５との熱膨張係数については、本実施形態の場合と比較例の場合のいずれも互いに近似した関係にある。
【００４５】
◎実施の形態２
前記実施形態１におけるポリイミドからなる補強用テープ５０の吸湿膨張係数Ｋ₅₀を０．５×１０^-4／％ＲＨに変更した以外は実施形態１と同じ構成の複写機とした。なお、この場合、中間転写ベルト３０の吸湿膨張係数Ｋ₅₀については、何も変更せず実施形態１の場合と同じ値（１×１０^-4／％ＲＨ）とした。
【００４６】
この複写機を用いて実施形態１と同じうねり発生試験と画像試験を行ったところ、１ｍｍ程度のきわめて小さいうねりが発生している部分がわずか確認された。また、得られた画像は、画像密度の薄いコピーの場合には通常の画像ぬけ等のない良好なものであったが、画像密度の濃いコピーの場合には、前記うねりに対応する部分にかすかに白抜けが発生した。このことから、１ｍｍを超えるレベルのうねりが発生すると、白抜け等の画像不良も発生しやすくなることが判明した。また、さらに、中間転写ベルト３０および補強用テープ５０の各吸湿膨張係数がこの実施形態のように少なくとも５０％以内の差の関係となる程度に互いに近似していれば、うねりに起因した白抜け等の画像不良も発生しにくくなることも判明した。
【００４７】
次に、中間転写ベルト３０の吸湿膨張係数Ｋ₃₀を変化させたときのうねりの発生度合い（うねりの振幅：前述したような高低差）について調べた。すなわち、この試験では、中間転写ベルト３０の張力を７ｋｇｆとし、２８℃，８５％ＲＨの環境下に２４時間放置した後に、常温常湿に戻してから、そのベルト３０に発生するうねりの振幅を測定した。また、貼着部材５の補強用テープ５０としては実施形態１の比較例として例示したＰＥＴからなるものを使用した（このテープ５０の吸湿膨張係数Ｋ₅₀は１×１０^-5／％ＲＨであり、一定とした）。一方、中間転写ベルト３０を構成するポリイミドの物性を変更すること（具体的には、ポリマー粒子の種類や組成を変更すること）によりその吸湿膨張係数Ｋ₃₀の値を適宜変化させた。この試験で得られた結果を図４に示す。
【００４８】
図４の結果から、中間転写ベルト３０の吸湿膨張係数Ｋ₃₀と貼着部材５の吸湿膨張係数Ｋ₅₀との差が（０〜０．５）×１０^-4／％の範囲内にあるときは、うねりが発生しないか、あるいは発生しても実用上は問題にならないきわめて小さいもの（うねりの振幅が１ｍｍ以下）であることがわかる。
【００４９】
◎他の実施形態
中間転写ベルト３０の走行安定化対策としては、前記した実施形態１の構成に代えて、図５に示すように、中間転写ベルト３０の内周面の一端部に帯状の走行ガイド部材（リブ）６をベルト全周にわたって貼りつけ、そのガイド部材６の内側端部を各ロール３１〜３４の端部３１ａに同心円状に取り付けた係合板４９に突き当てた状態でベルトを回転させるようにするとともに、その中間転写ベルト３０のガイド部材が貼りつけられている側の外周面側に補強用テープ５３を（貼着部材５として）貼り付けるように構成してもよい。
【００５０】
ここで、上記中間転写ベルト３０としては、前記実施形態１のものと同じ材質からなる無端状（シームレスタイプ）のベルトを使用している。また、上記ガイド部材６は、硬度７０°のポリウレタンゴムからなる幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍの帯状のものを使用し、それをエポキシ系の接着剤を用いて中間転写ベルト３０一端部の内周面に貼り付けている。また、上記係合板４９としては、ポリアセタールからなる厚さ２ｍｍで中心部に中心穴が開設された円盤状のものを、その中心穴を介して各ロールの軸３８から差し込んでロール端部に固定している。
【００５１】
そして、補強用テープ５３は、前記実施形態１のものと同じポリイミドからなる幅が１０ｍｍで厚さが０．３ｍｍのフィルム状物を使用し、それを図５に示すようにベルト３０の端部にそって所定の粘着剤にて貼りつけている。すなわち、補強用テープ５３は、その半分が走行ガイド部材６と上下に重なり合った状態で配設されているとともに、その残り半分がベルト中央側に延長した状態で配設されている。また、この補強用テープ５３の吸湿膨張係数は１．２×１０^-4／％ＲＨであり、これは中間転写ベルト３０のそれと近似した関係にある。なお、この実施形態では、中間転写ベルト３０に対して実施形態１のような接合用テープ５１や検出用マーク５２を貼り付けていない。
【００５２】
このような中間転写ベルト３０の走行安定化対策を採用した場合には、中間転写ベルト３０は、走行ガイド部材６がロール３１，３２の係合板４９に突き当てられながら回転するため、片寄り走行や蛇行することなく安定して回転する。これにより、中間転写ベルト３０の不安定走行による画質劣化が発生することなく、良好な画像形成が可能である。
【００５３】
また、この走行安全対策を採用した場合には、その中間転写ベルト３０の走行ガイド部材６と対応する外周面部分に補強用テープ５３が貼りつけられているため、中間転写ベルト３０の端部が走行ガイド部材６のベルト中央側端部Ｑを境に折れ曲がった状態になることはない。すなわち、補強用テープ５３が設けられていない場合には、図７に例示するように、中間転写ベルト３０にはロール３１等からベルト面に対して垂直な方向（図中の矢印方向）にテンションＦがかかるため、補強用テープ５３が貼り付けられているベルト３０の部分が境界部Ｑを境にして内側に折れ曲がった状態になってしまうのである（同図（ｂ））。そして、このように折れ曲がったベルト部分には応力が集中するためその部分が損傷しやすくなり、さらには走行ガイド部材６の側面が係合板４９に面接触しなくなってロールに乗り上げやすくなる等の不具合が発生する。この点、補強用テープ５３を設けた場合には、そのガイド部材６とベルトの境界部Ｑが補強用テープ５３により補強されることにより、その境界部Ｑに集中する応力に対する耐久性が向上し、折れ曲がりにくくなるのである。
【００５４】
さらに、前記したうねり発生試験と画像試験を行ったところ、その補強用テープ５３の周辺部となる中間転写ベルト領域等には特にうねりの発生が見られず、また、うねりによる画質劣化の発生も確認されなかった。なお、この際、走行ガイド部材６は、ベルト３０やテープ５３に比べて十分に厚いものであるため、高湿による膨張変形がほとんどなく、うねりの発生要因にはならない。
【００５５】
このような補強用テープ５３は、少なくとも、走行ガイド部材６のベルト中央側端部（境界部Ｑに相当）を境にしてベルト中央側及び端部側にまたがるような状態で配設すればよい。また、補強用テープ５３は、必要に応じて、図６に例示するように走行ガイド部材６のベルト中央側端部付近の厚さをその他の部分に比べて厚くした断面形状からなる形態としてもよい。
【００５６】
また、前記した実施形態では、中間転写ベルト３０を備えた装置を例にあげて説明したが、この他にも、例えば、図８に示すような用紙搬送転写ベルト６０の装置に適用してもよい。
【００５７】
図８に例示する画像形成装置は、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色のトナー像をそれぞれ形成する４つの画像形成ユニット３ｋ，３ｙ，３ｍ，３ｃをこの順に並べて配置し、この各画像形成ユニット３の転写部（感光体ドラムの転写部）に用紙Ｐを通過させるように搬送する用紙搬送転写ベルト６０を配設したタンデムタイプのカラー画像形成装置である。各画像形成ユニット３は、そのいずれも、前記した実施形態に係る複写機と同様に、矢印方向に回転する感光体ドラム２２（ｋ，ｙ，ｍ，ｃ）を備え、その感光体ドラム２２の周囲に、帯電器２３、現像装置２４（単色用のもの）、転写器２５及びクリーニング装置２６等をこの順に配設したものである。また、この各画像形成ユニット３の転写部で接触して矢印方向に回転するように用紙搬送転写ベルト６０を複数のロール６１，６２，６３，６４間に張架して配設したものである。図５中の４５は定着装置、６５は用紙吸着用ロール、６６はベルト５０の除電装置、６７はベルト６０のクリーニング装置である。そして、この画像形成装置においては、図示しない給紙部から搬送される用紙Ｐを、用紙搬送転写ベルト６０に吸着して担持した状態で各画像形成ユニット３の転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニット３で形成される各トナー像を同じ用紙Ｐに順次重ね合わせるように転写し、しかる後、ベルト６０から剥離してから定着装置４５に送り込むことにより、用紙Ｐ上のトナー像を定着させてカラー画像を得るようになっている。
【００５８】
このような用紙搬送転写ベルト６０を備えた画像形成装置においては、そのベルト６０及びそのベルトに貼りつける貼着部材５（補強用テープ５０，５３、接合用テープ５１、検出用マーク５２等）の双方の吸水率あるいは吸湿膨張係数が同一か若しくは近似した関係になるように設定すればよい。これにより、前述した実施形態における中間転写ベルト３０と同様に、用紙搬送転写ベルト６０の貼着部材５の周辺部に不要なうねりが発生することがなく、画像ぬけ等のない良好なカラー画像を得ることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置は、環境条件、特に湿度条件が変動した場合であっても、ベルト部材の貼着部材が貼りつけられている部分の周辺にうねりが発生しにくくなる。そして、このうねりの発生防止効果は、ベルト部材及び貼着部材として、特にその双方の吸湿膨張係数が互いに同一の又は±５０％の範囲内におさまる程度の関係になるように構成したものを使用することにより得られるため、貼着部材に起因して発生するうねりを不要なコストアップを招くことなく、より簡便かつ的確に防止することができる。しかも、そのうねりに起因する画像ぬけ等の画像欠陥が発生することも防止でき、良好な画像形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概要図である。
【図２】中間転写ベルトと貼着部材との関係を示す要部斜視図である。
【図３】中間転写ベルトとロールとの関係を示す要部説明図である。
【図４】中間転写ベルトの吸湿膨張係数を変化させた場合におけるその膨張係数とうねりの振幅との関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトとロールとの関係を要部説明図である。
【図６】補強用テープの他の形態例を示す要部説明図である。
【図７】図６の補強用テープがない場合の構成例と折れ曲がり現象を示す要部説明図である。
【図８】用紙搬送ベルトを備えた画像形成装置の構成例を示す概要図である。
【図９】従来技術において発生するうねりを示す要部斜視図である。
【符号の説明】
５…貼着部材、３０…中間転写ベルト（ベルト部材）、３１，３２，３３，３４…複数のロール、５０，５３…補強用テープ、５１…接合用テープ、５２…検出用マーク、６０…用紙搬送ベルト（ベルト部材）、Ｐ…用紙。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, and a multifunction machine of these, and in particular, is stretched and rotated between a plurality of rolls to hold a toner image, paper, etc. on a belt outer peripheral surface. The present invention relates to an image forming apparatus including an endless belt member to be conveyed.
[0002]
[Prior art]
Examples of this type of image forming apparatus include an intermediate transfer type color image forming apparatus using an intermediate transfer belt as a belt member. The intermediate transfer belt is stretched between a plurality of rolls so as to rotate in contact with a transfer portion of an image carrier (for example, a photosensitive drum) on which a toner image is formed by an electrophotographic process or the like. A plurality of toner images formed on the image carrier are temporarily transferred so as to be superimposed on the same position of the intermediate transfer belt, and then the multiple toner images transferred on the intermediate transfer belt are The secondary transfer is performed collectively. The multiple toner images transferred onto the paper are then fixed by a fixing device to form a color image.
[0003]
In addition, as an image forming apparatus provided with a belt member, a so-called tandem type color image forming apparatus using a sheet conveying transfer belt that conveys a sheet so as to pass through transfer sections of a plurality of image forming units. There is also. This is because a plurality of image forming units are arranged side by side in order to individually form toner images of each color component, and the sheet conveying transfer belt is stretched between a plurality of rolls so as to rotate in contact with the transfer portion of each image forming unit. Each toner formed in each image forming unit is transported so as to pass through the transfer portion of each image forming unit, which is arranged in a suspended manner and is carried by the paper transporting transfer belt so as to pass through the transfer portion of each image forming unit. The image is transferred onto the same sheet so as to be sequentially superimposed, and finally fixed to form a color image.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a color image forming apparatus using a belt member 100 represented by such an intermediate transfer belt, a paper conveyance transfer belt, etc., as shown in FIG. 120 may be affixed, and when such an affixing member 120 is affixed, when the environmental conditions surrounding the belt member 100 change (particularly when the humidity becomes high), the affixing member 120 is affixed. A swell E that is deformed so that the belt surface undulates may occur in the peripheral belt member 100 region.
[0005]
For example, as shown in the figure, from the viewpoint of preventing the belt member 100 from running or meandering, the belt member 100 is attached to some end portions of a plurality of rolls that stretch the belt member 100 so that a predetermined tension is applied. There is a case in which a disc-shaped restricting plate 130 for running while abutting one end of the belt is provided, and a reinforcing tape 140 is attached for the purpose of reinforcement along the end of the belt member 100 applied to the restricting plate 130. is there. In this case, when the belt member 100 is placed in an environment of high humidity or the like, waviness E may occur particularly in the peripheral portion of the reinforcing tape 140 of the belt member 100. In addition, it has been confirmed that such swell can occur even in an environment such as a high temperature. Further, as the sticking member 120, in addition to the above-described reinforcing tape, for example, a detection mark detected by an optical sensor for taking out a reference signal used for controlling the running timing of the belt member 100, etc. (Sheet-like film) 150 and a bonding tape 160 to be attached to the joint of the belt member 100, etc. Even when each of these adhesive members is attached, the swell as described above is the same. May occur.
[0006]
Any of these undulations, when there is an adhesive member on a part of the belt member 100 stretched in a state where a predetermined tension is applied between a plurality of rolls, the belt member and the adhesive member are It is presumed that they are caused by the difference in physical properties.
[0007]
In addition, the swell generated due to the presence of the sticking member once generated is allowed to stand, and thereafter, when the humidity environment surrounding the belt member 100 returns to a normal state, or the belt Even when the tension applied to the member 100 is reduced or removed, it tends to remain without disappearing. Further, such swells tend to occur remarkably when the belt member is very thin, for example, about 0.3 mm or less like the above-described intermediate transfer belt or paper conveyance transfer belt.
[0008]
When such waviness occurs, the smoothness of the belt member 100 cannot be maintained, and therefore, the toner image transfer or the like is not performed normally at the portion corresponding to the waviness occurrence portion, or the image is lost. There is a problem that an image defect such as a shift or a variation in image density or color tone occurs.
[0009]
Incidentally, Japanese Patent Laid-Open No. 3-106736 discloses a technique for preventing permanent deformation that occurs when a sheet conveying belt in a sheet conveying apparatus is left for a long period of time, and for preventing image quality deterioration that occurs with the deformation. As an image forming apparatus, there is shown an apparatus having a mechanism capable of weakening the tension applied to the belt in multiple steps when the belt is stopped as compared to the rotational operation.
[0010]
However, in the image forming apparatus disclosed in this publication, since the tension applied to the sheet conveying belt is merely weakened at a specific time, an adhesive member such as a reinforcing adhesive tape as described above is attached to the conveyor belt. When attached, it cannot be expected to prevent the occurrence of undulation due to the presence of the sticking member, and once the undulation occurs, the undulation will not disappear and remain as described above. The possibility is strong. Furthermore, it is conceivable that a mechanism for variably setting the tension applied to the belt member in this image forming apparatus is configured so as to operate based on information obtained by detecting environmental conditions such as humidity. In this case, the mechanism and the like become more complicated and expensive.
[0011]
This invention is made | formed in view of the above situation, The place made into the subject may generate | occur | produce in the belt member to which the sticking member is affixed when environmental conditions, especially humidity conditions fluctuate | varied. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing waviness more easily and accurately and forming a good image free from image defects due to such waviness.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The image forming apparatus of the present invention includes a belt member that is stretched and rotated between a plurality of rolls, and holds and conveys at least a toner image or paper on the outer peripheral surface of the belt, and is attached to a partial region of the belt member. In the image forming apparatus to which the attaching member is attached, the belt member and the attaching member are configured so that the water absorption rate or the hygroscopic expansion coefficient of both are the same or approximate to each other. It is what.
[0013]
In this means, the belt member is an intermediate transfer belt that holds and conveys the toner image as described above, and a paper conveyance transfer belt that holds and conveys the paper onto which the toner image is transferred. For example, it may be a paper transport belt for simply transporting paper. Further, this belt member is mainly intended for a belt having a relatively small thickness.
[0014]
The sticking member is not particularly limited as long as it is a member to be stuck to the belt member as necessary, and is arbitrary. For example, a reinforcing tape, a detection mark, a joining tape, and the like as described above. This sticking member usually has a thickness approximately the same as that of the belt member. In the sticking member having a thickness of several tens of times or more compared to the thickness of the belt member, the swell as described above hardly occurs. In addition, this sticking member is usually applied to a non-image forming region on the outer peripheral surface side of the belt member, but may be attached to a non-image forming region on the inner peripheral surface side of the belt member. Good.
[0015]
And such a belt member and a sticking member are comprised so that the water absorption rate or both moisture absorption expansion coefficient of both may become the mutually same relationship or the approximate relationship.
[0016]
Here, the water absorption is obtained by measuring by a method based on the measuring method of JIS K 6911/7209, and represents a mass change amount before and after immersion of the test piece in distilled water. . In the measurement method of the above JIS standard, it is specified that a disc-shaped sample having a diameter of 50 ± 1 mm and a thickness of 3 ± 0.2 mm is used as a measurement sample. If the thickness dimension of the above standard cannot be satisfied and the measurement is performed using a sample with the same volume and shape as the disk-shaped sample of the above standard. Yes. On the other hand, the hygroscopic expansion coefficient is the length of the sample in the longitudinal direction (MD) when the sample is placed in an environment where the relative humidity is sequentially changed from 20% RH to 80% RH at a constant temperature (23 ° C.). The amount of change is measured and expressed as the unit “/% RH”.
[0017]
Incidentally, the water absorption rate and the hygroscopic expansion coefficient indicate the amount of water absorbed by the test piece as a percentage of the initial mass, whereas the water absorption rate indicates the sample length per unit humidity. Because it shows the rate of change of Moisture absorption The expansion coefficient is more suitable for showing the characteristics of the present invention.
[0018]
The relationship in which the water absorption rate or the hygroscopic expansion coefficient approximates means that in the case of the absorption rate, the water absorption rates of both members are in a relationship of about 1: 0.2 to 1: 1.5. In the case of a coefficient, the relationship is such that the hygroscopic expansion coefficient of both members falls within a range of about ± 50%. For example, taking a hygroscopic expansion coefficient as an example, the hygroscopic expansion coefficient of one member is 1 × 10. ^-14 /% RH, the hygroscopic expansion coefficient of the other member is in the range of about ± 50% (0.5 to 1.5) × 10. ^-14 /% RH refers to the relationship. In addition to the water absorption rate or the hygroscopic expansion coefficient, the belt member and the adhering member are more desirable as long as the thermal expansion coefficients of both are the same or similar to each other. The belt member and the sticking member having the physical properties as described above are generally configured by using the same material, but may be configured by using different materials. Absent.
[0019]
According to such an image forming apparatus, since the water absorption rate or the hygroscopic expansion coefficient of the belt member and the sticking member attached to the belt member are substantially the same, the environment has become high humidity or the like. Even in this case, since the belt member and the sticking member exhibit the degree of expansion (deformation) approximated to each other, it becomes difficult for distortion to occur between them, and as a result, the belt member undulates around the sticking member. Does not occur or becomes difficult to occur.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0021]
Embodiment 1
[Configuration of the entire device and its operation]
FIG. 1 is a schematic view showing a color copying machine including an intermediate transfer belt according to an embodiment of the present invention. The copying machine is roughly classified into an image reading unit 1 that reads an image of a document, and an image output unit 2 that forms a toner image based on image information obtained by the image reading unit 1 and outputs the toner image on a sheet. It is roughly composed.
[0022]
In the image reading unit 1, a document (not shown) placed on a platen 10 that is a document table is irradiated with light from a document illumination lamp 11 that moves along the lower surface side of the platen 10, and reflected light from the document. Is incident on a charge coupled device 15 such as a CCD through the moving mirror unit 12, the lens 13, and the fixed mirror. The charge coupled device 15 simultaneously decomposes the incident light into red (R), green (G), and blue (B) colors and converts them into R, G, and B electrical signals, and the electrical signals are subjected to image processing. Input to the circuit 16. The image processing circuit 16 processes the R, G, and B electrical signals into yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) image signals that are complementary to these signals. Store in image memory. When other functions such as a printer function are added to the copying machine, for example, an external input unit for inputting image information from an external device or the like may be provided. In the figure, reference numeral 1a denotes a platen cover or an automatic document feeder.
[0023]
On the other hand, in the image output unit 2, the optical writing control device 20 reads the image signal stored in the image processing circuit 16 at a predetermined timing and outputs it to the light beam writing device 21. The light beam writing device 21 modulates an input image signal into a light (laser) beam LB, deflects the laser beam LB by a polygon mirror 21a, and then rotates as a photoconductor as an image carrier. The drum 22 is scanned, whereby an electrostatic latent image corresponding to each color is written on the photosensitive drum 22. Reference numeral 23 in the figure denotes a charger that uniformly charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 22 prior to writing of the electrostatic latent image.
[0024]
The electrostatic latent image written on the photosensitive drum 22 is immediately developed by the developing device 24 disposed around the photosensitive drum 22. The developing device 24 is of a rotary type having four developing units each containing and supplying toner of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). A developing unit that stores toner of a color corresponding to the latent image is rotated to a position facing the photosensitive drum 22 to supply the toner to the photosensitive drum 22 side.
[0025]
The toner image formed on the photosensitive drum 22 in this way is an intermediate transfer belt 30 as a belt member disposed so as to rotate while being in contact with or close to the transfer position (primary transfer portion) of the photosensitive drum 22. The primary transfer is electrostatically performed. In the figure, reference numeral 25 denotes a corona discharge type primary transfer device to which a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied, and 26 denotes a toner or the like that remains on the surface of the photosensitive drum 22 after the primary transfer. It is a cleaning device.
[0026]
The intermediate transfer belt 30 is stretched around a driving roll 31 and a plurality of freely rotatable driven rolls 32, 33, 34, and the driving roll 31 is the same in the same direction as the rotation direction of the photosensitive drum 22 (arrow b direction). It is designed to rotate at a speed of. Of the plurality of driven rolls (32 to 34), the roll 32 is a tension roll, and is biased in the direction of arrow c by a biasing mechanism such as a spring (not shown), thereby preventing the intermediate transfer belt 30 from being bent. It is supposed to be. Reference numeral 35 in the figure denotes an electrode roll to which a bias voltage having the same polarity as the toner is applied to a support roll (backup roll) 33, and 36 is disposed so as to be able to contact and separate from the support roll 33. A secondary transfer roll 37 that forms a nip portion serving as a secondary transfer portion (via the belt 30) is disposed so as to be able to contact and separate from the intermediate transfer belt 30, and remains on and adheres to the belt 30. A cleaning device that removes toner and the like. Incidentally, the secondary transfer roll 36 and the cleaning device 37 are set to abut on the support roll 33 or the belt 30 only when the secondary transfer is executed.
[0027]
In addition, as a rotational operation method of the intermediate transfer belt 30, this copying machine employs a constant speed forward movement method in which the intermediate transfer belt 30 rotates in one direction at a constant speed. A skip forward movement method in which the speed is changed and a reciprocation operation (quick return) method in which the primary transfer area on the belt is repeatedly used (return) may be employed.
[0028]
The toner image transferred onto the intermediate transfer belt 30 in this way is secondarily transferred to the paper P that is fed to the nip portion (secondary transfer portion) between the secondary transfer roll 36 and the support roll 33. At this time, the sheets P are stored in a stacked state on the sheet feed tray 40, and after being picked up one by one by the sheet feed roll 41, the sheet P passes through a sheet conveyance path on which a plurality of conveyance roll pairs 42 are arranged. Then, it is conveyed to the registration roll 43, and is sent to the nip portion by the registration roll 43 at a predetermined timing. The surface of the intermediate transfer belt 30 after completion of the transfer is cleaned by a cleaning device 37 that contacts the belt 30 in accordance with the transfer execution timing.
[0029]
The sheet P on which the toner image is transferred from the intermediate transfer belt 30 is conveyed by a sheet conveying belt 44 disposed on the downstream side of the secondary transfer portion and sent to the fixing device 45. The toner image is fixed onto the paper by being nipped and conveyed by a heating roll and a pressure roll that rotate while being pressed against each other. As a result, a predetermined image is formed (copied) on the paper P. The paper P after the fixing is discharged to the outside of the apparatus by the discharge roll 46 and is stored, for example, on a storage tray (not shown).
[0030]
In this copying machine, when color copying (color image formation) is executed, first, toner images of respective color components corresponding to document image information are sequentially formed on the photosensitive drum 22, and at the same time, the respective toner images. Are transferred to the same position (region) of the intermediate transfer belt 30 sequentially in the primary transfer portion, and then the toner images multiplex-transferred on the intermediate transfer belt 30 are collectively put on the paper P in the secondary transfer portion. Are transferred. On the other hand, when black-and-white copying (that is, formation of a single-color image) is executed, a single-color toner image of a desired color is formed on the photosensitive drum 22 and then transferred to the intermediate transfer belt 30 in the primary transfer unit, and thereafter The single color toner image on the intermediate transfer belt 30 is immediately transferred to the paper P in the secondary transfer portion.
[0031]
[Detailed configuration of intermediate transfer belt]
By the way, in this copying machine, as a measure for stabilizing the running of the intermediate transfer belt 30, as shown in FIGS. 2 and 3, the rolls 31, 32 are arranged at one end of the drive roll 31 and the tension roll 32. Disc-shaped regulation plates 47 and 48 having a diameter slightly larger than the diameter are attached, and are attached to the end of the intermediate transfer belt 30 on the side where the regulation plates 47 and 48 are disposed. A reinforcing tape 50 as the member 5 is attached along the entire edge of the belt along its edge.
[0032]
The intermediate transfer belt 30 basically includes a base material made of various synthetic resins or rubber materials and an appropriate amount of a conductive agent such as carbon black mixed therein, for example, a sheet having a thickness of about 0.05 to 0.15 mm ( Film) is formed into an endless belt form. The belt 30 has a volume resistivity of 10 ⁶ -10 ¹⁶ The range is adjusted to Ωcm. As the synthetic resin material for the substrate, polyimide, acrylic resin, polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, or the like is used. Silicon rubber, acrylic rubber, urethane rubber, epichlorohydrin rubber or the like is used as the rubber material for the base material.
[0033]
In this embodiment, for example, as the intermediate transfer belt 30, carbon black is blended with polyimide, the thickness is 0.1 mm, and the volume resistivity is 10 ^Ten A Ωcm film made into a belt shape is used. The intermediate transfer belt 30 has a hygroscopic expansion coefficient of 1 × 10. ^-Four /% RH, and the coefficient of thermal expansion is 5 × 10 ^-Five / ° C. Here, the thermal expansion coefficient is measured using a thermomechanical analysis (TMA) measurement method.
[0034]
The reinforcing tape 50 as the sticking member 5 basically has a width of about 5 to 15 mm and a thickness of 0.05 to 5 without including other materials such as a conductive agent in a synthetic resin or rubber material. What was shaped into a sheet (film) shape of about 0.5 mm is used. As the synthetic resin material, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyethersulfone, or the like is used. The reinforcing tape 50 is attached to the intermediate transfer belt 30 using a predetermined adhesive or the like.
[0035]
In this embodiment, the reinforcing tape 50 is made of polyimide having a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm. The hygroscopic expansion coefficient of the reinforcing tape 50 made of polyimide is 0.8 × 10. ^-Four /% RH, which is in a relationship close to that of the intermediate transfer belt 30. The reinforcing tape 50 is coated with a synthetic resin adhesive on the back surface thereof to a thickness of about 200 μm, and is then applied along the entire circumference along one end of the intermediate transfer belt 30.
[0036]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 2, a bonding tape made of the same carbon black-containing polyimide (thickness 0.1 mm) constituting the belt 30 on the outer peripheral surface serving as a joint of the intermediate transfer belt 30. 51 is affixed as the affixing member 5. Further, at a predetermined position of the intermediate transfer belt 30, an optical detection mark (piece) 52 made of a piece of aluminum plated on the surface side of the same polyimide film (tape) constituting the reinforcing tape 50 is also attached to the adhesive member. It is pasted as 5. The hygroscopic expansion coefficients of polyimide in these tape 51 and mark 52 are both 0.8 × 10. ^-Four /% RH, which is in a relationship close to that of the intermediate transfer belt 30.
[0037]
In the copying machine including the intermediate transfer belt 30 having such a configuration, the intermediate transfer belt 30 rotates while contacting the engagement plates 47 and 48 attached to the two rolls 31 and 32. Stable rotation without running or meandering. As a result, image quality degradation caused by the running state of the intermediate transfer belt 30 becoming unstable is prevented, and good image formation is ensured.
[0038]
Next, the following swell generation test and image test were performed using the copying machine having the above configuration.
[0039]
That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, an image forming apparatus in which the intermediate transfer belt 30 is stretched with a tension of 5 kgf is taken from an environment of normal temperature and normal humidity (20 ° C., 50% RH). After being left for 24 hours in an environment of high temperature and high humidity (30 ° C., 85% RH), it was examined whether or not the intermediate transfer belt 30 was wavy. As a result, in the belt 30, not only the peripheral portion of the reinforcing tape 50 but also the peripheral portions of the joining tape 51 and the detection tape 52, and further, other belt regions were not warped.
[0040]
In addition, after returning the above image forming apparatus to a room temperature and humidity environment, a color copy for test was executed, and the obtained color image was free from image defects such as image loss, color shift, and color tone unevenness, A high-quality color image without any practical problem was obtained.
[0041]
For comparison, a reinforcing tape 50 having a width of 10 mm and a thickness of 0.2 mm made of polyethylene terephthalate (PET) is attached to the intermediate transfer belt 30 instead of the polyimide made of the above-described embodiment. Thereafter, the swell generation test and the image test as described above were performed in the same manner. The hygroscopic expansion coefficient of the reinforcing tape 50 made of PET is 1 × 10. ^-Five /% RH.
[0042]
As a result, it was confirmed that waviness having an amplitude (a difference in height between the uppermost part and the lowermost part) of about 2 to 3 mm occurred in the peripheral part of the reinforcing tape 50 made of PET in the intermediate transfer belt 30. After that, when the temperature was returned to the normal temperature and humidity environment, or the tension applied to the intermediate transfer belt 30 was released, the swell generated previously remained without disappearing. Further, when a color copy for test is executed using the intermediate transfer belt 30 in the state in which the undulation is generated, the resulting image has an image mark (white mark) in a portion corresponding to the undulated part. It was confirmed that it occurred.
[0043]
From the above, in the case of using materials composed of the same polyimide, such as the intermediate transfer belt 30 and the sticking member 5 such as the reinforcing tape 50 of the present embodiment, in an environment such as high humidity. Even when the belt 30 is not swelled, the belt 30 is not swelled. However, when the adhesive member 5 is replaced with, for example, polyethylene terephthalate as in the comparative example, the environment is under high humidity. Then, it can be seen that undulation occurs in the peripheral portion of the sticking member 5 in the belt 30.
[0044]
This is particularly because the hygroscopic expansion coefficient K of the intermediate transfer belt 30 is ₃₀ And the hygroscopic expansion coefficient k of the adhesive member 5 such as the reinforcing tape 50 ₅₀ In the case of the present embodiment, the relationship is approximately approximate (the difference in coefficient is 20%) (K ₃₀ = 1 x 10 ^-Four /% RH, K ₅₀ = 0.8 × 10 ^-Four /%), In the case of the comparative example, it is somewhat different (K ₃₀ Is the same, but K ₅₀ Is K ₅₀ = 1 x 10 ^-Five /% RH, this K ₅₀ Is estimated to be caused by a difference of about one digit compared with the case of the above embodiment. Incidentally, the thermal expansion coefficients of the intermediate transfer belt 30 and the sticking member 5 are in a relationship that is approximate to each other in both the case of the present embodiment and the case of the comparative example.
[0045]
Embodiment 2
Hygroscopic expansion coefficient K of the reinforcing tape 50 made of polyimide in the first embodiment ₅₀ 0.5 × 10 ^-Four The copying machine has the same configuration as that of the first embodiment except that it is changed to /% RH. In this case, the hygroscopic expansion coefficient K of the intermediate transfer belt 30 is ₅₀ No change is made to the same value as in the first embodiment (1 × 10 ^-Four /% RH).
[0046]
When the same waviness generation test and image test as those of the first embodiment were performed using this copying machine, a portion where an extremely small waviness of about 1 mm was generated was confirmed. In addition, the obtained image was a good image without a normal image skip in the case of a copy with a low image density, but in the case of a copy with a high image density, it was faint in a portion corresponding to the swell. White spots occurred. From this, it has been found that when undulation exceeding 1 mm occurs, image defects such as white spots are likely to occur. Furthermore, if the respective hygroscopic expansion coefficients of the intermediate transfer belt 30 and the reinforcing tape 50 are close to each other to the extent that there is a difference of at least 50% as in this embodiment, white spots caused by undulations are generated. It has also been found that image defects such as these are less likely to occur.
[0047]
Next, the hygroscopic expansion coefficient K of the intermediate transfer belt 30 ₃₀ The degree of occurrence of waviness when the angle was changed (the amplitude of waviness: the height difference as described above) was examined. That is, in this test, the tension of the undulation generated on the belt 30 is set after the tension of the intermediate transfer belt 30 is 7 kgf and left in an environment of 28 ° C. and 85% RH for 24 hours and then returned to normal temperature and humidity. It was measured. Further, as the reinforcing tape 50 of the sticking member 5, one made of PET exemplified as a comparative example of Embodiment 1 was used (the hygroscopic expansion coefficient K of this tape 50). ₅₀ Is 1 × 10 ^-Five /% RH and constant). On the other hand, by changing the physical properties of the polyimide constituting the intermediate transfer belt 30 (specifically, by changing the type and composition of the polymer particles), the hygroscopic expansion coefficient K is changed. ₃₀ The value of was appropriately changed. The results obtained in this test are shown in FIG.
[0048]
From the result of FIG. 4, the hygroscopic expansion coefficient K of the intermediate transfer belt 30 is obtained. ₃₀ And the hygroscopic expansion coefficient K of the sticking member 5 ₅₀ And the difference from (0-0.5) × 10 ^-Four When it is within the range of /%, it can be seen that undulation does not occur or even if it occurs, it is extremely small (the amplitude of undulation is 1 mm or less) that does not cause a problem in practical use.
[0049]
Other embodiments
Of the intermediate transfer belt 30 Traveling As a stabilization measure, instead of the configuration of the first embodiment described above, as shown in FIG. 5, a belt-shaped travel guide member (rib) 6 is provided on one end of the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 30 over the entire belt. The belt is rotated with the inner end of the guide member 6 abutting against the engagement plate 49 concentrically attached to the end 31a of each of the rolls 31 to 34, and the intermediate transfer belt 30 is rotated. You may comprise so that the reinforcing tape 53 may be affixed (as the adhering member 5) on the outer peripheral surface side where the guide member is affixed.
[0050]
Here, as the intermediate transfer belt 30, an endless (seamless type) belt made of the same material as that of the first embodiment is used. Further, the guide member 6 is a belt-shaped member having a width of 5 mm and a thickness of 1 mm made of polyurethane rubber having a hardness of 70 °, and this is used as an inner peripheral surface of one end portion of the intermediate transfer belt 30 using an epoxy adhesive. Is pasted. Further, as the engagement plate 49, a disc-shaped member made of polyacetal and having a thickness of 2 mm and having a center hole in the center is inserted from the shaft 38 of each roll through the center hole and fixed to the end of the roll. are doing.
[0051]
For the reinforcing tape 53, a film-like material having a width of 10 mm and a thickness of 0.3 mm made of the same polyimide as that of the first embodiment is used, and as shown in FIG. Attached with a predetermined adhesive. That is, the reinforcing tape 53 is disposed in a state in which half of the reinforcing tape 53 overlaps the traveling guide member 6 in the vertical direction, and the other half is disposed in a state of extending to the belt center side. Further, the hygroscopic expansion coefficient of the reinforcing tape 53 is 1.2 × 10. ^-Four /% RH, which is in a relationship close to that of the intermediate transfer belt 30. In this embodiment, the bonding tape 51 and the detection mark 52 as in the first embodiment are not attached to the intermediate transfer belt 30.
[0052]
When such a measure for stabilizing the running of the intermediate transfer belt 30 is employed, the intermediate transfer belt 30 rotates while the running guide member 6 is abutted against the engagement plates 49 of the rolls 31 and 32. Rotates stably without meandering. Thereby, it is possible to form a good image without causing image quality deterioration due to unstable running of the intermediate transfer belt 30.
[0053]
Further, when this travel safety measure is adopted, the reinforcing tape 53 is attached to the outer peripheral surface portion corresponding to the travel guide member 6 of the intermediate transfer belt 30, so that the end of the intermediate transfer belt 30 is The traveling guide member 6 is not bent at the belt center side end Q. That is, when the reinforcing tape 53 is not provided, as illustrated in FIG. 7, the intermediate transfer belt 30 is tensioned in the direction perpendicular to the belt surface from the roll 31 or the like (the arrow direction in the figure). Since F is applied, the portion of the belt 30 to which the reinforcing tape 53 is affixed is bent inward with the boundary portion Q as a boundary ((b) in the figure). And since stress concentrates on the belt part bent in this way, the part is easy to be damaged, and further, the side surface of the traveling guide member 6 does not come into surface contact with the engagement plate 49 so that it is easy to get on the roll. Will occur. In this regard, when the reinforcing tape 53 is provided, the boundary portion Q between the guide member 6 and the belt is reinforced by the reinforcing tape 53, thereby improving the durability against stress concentrated on the boundary portion Q. It becomes difficult to bend.
[0054]
Further, when the above-described swell generation test and image test were performed, no particular swell was observed in the intermediate transfer belt region or the like around the reinforcing tape 53, and image quality deterioration due to swell was also observed. It was not confirmed. At this time, since the traveling guide member 6 is sufficiently thicker than the belt 30 and the tape 53, there is almost no expansion deformation due to high humidity, which does not cause swell.
[0055]
Such a reinforcing tape 53 may be arranged in a state of straddling at least the belt center side and the end side with respect to the belt center side end portion (corresponding to the boundary portion Q) of the traveling guide member 6. . Further, the reinforcing tape 53 may have a cross-sectional shape in which the thickness in the vicinity of the belt center side end portion of the traveling guide member 6 is thicker than the other portions as illustrated in FIG. 6 as necessary. Good.
[0056]
In the above-described embodiment, the apparatus including the intermediate transfer belt 30 has been described as an example. However, for example, the present invention may be applied to an apparatus for the sheet conveyance transfer belt 60 as illustrated in FIG. Good.
[0057]
The image forming apparatus illustrated in FIG. 8 has four image forming units 3k, 3y, 3m, and 3c that respectively form toner images of each color of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). Are arranged in this order, and a tandem type color image forming apparatus provided with a sheet conveying transfer belt 60 that conveys the sheet P through the transfer section (transfer section of the photosensitive drum) of each image forming unit 3. It is. Each of the image forming units 3 includes a photosensitive drum 22 (k, y, m, c) that rotates in the direction of the arrow, as in the copying machine according to the above-described embodiment. Around the periphery, a charger 23, a developing device 24 (for single color), a transfer device 25, a cleaning device 26, and the like are arranged in this order. Further, the sheet conveying transfer belt 60 is stretched between a plurality of rolls 61, 62, 63, 64 so as to contact and rotate in the direction of the arrow at the transfer portion of each image forming unit 3. . In FIG. 5, 45 is a fixing device, 65 is a sheet suction roll, 66 is a static eliminating device for the belt 50, and 67 is a cleaning device for the belt 60. In this image forming apparatus, the paper P conveyed from a paper supply unit (not shown) is conveyed so as to pass through the transfer unit of each image forming unit 3 while being adsorbed and carried by the paper conveyance transfer belt 60. As a result, the toner images formed by the image forming units 3 are transferred onto the same paper P in order to be superimposed one after another, and then peeled off from the belt 60 and sent to the fixing device 45 to thereby transfer the toner image on the paper P. A toner image is fixed to obtain a color image.
[0058]
In the image forming apparatus provided with such a sheet conveyance transfer belt 60, the belt 60 and the adhesive member 5 (reinforcing tapes 50 and 53, bonding tape 51, detection mark 52, etc.) to be attached to the belt are provided. What is necessary is just to set so that both water absorption rate or a hygroscopic expansion coefficient may become the same or approximated relationship. As a result, like the intermediate transfer belt 30 in the above-described embodiment, unnecessary waviness does not occur in the peripheral portion of the sticking member 5 of the paper conveyance transfer belt 60, and a good color image without image omission is produced. Obtainable.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, the image forming apparatus of the present invention is less prone to swell around the portion of the belt member to which the adhesive member is attached, even when environmental conditions, particularly humidity conditions, vary. Become. And this generation | occurrence | production prevention effect is as a belt member and a sticking member, In particular Both Sucking Have the same coefficient of moisture expansion or Within a range of ± 50% Since it is obtained by using what was comprised so that it might become a relationship, the wave | undulation generate | occur | produced resulting from the sticking member can be prevented more simply and accurately, without causing unnecessary cost increase. In addition, it is possible to prevent the occurrence of image defects such as image blur due to the swell, and good image formation is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part showing a relationship between an intermediate transfer belt and a sticking member.
FIG. 3 is a main part explanatory view showing a relationship between an intermediate transfer belt and a roll.
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the expansion coefficient and the amplitude of waviness when the hygroscopic expansion coefficient of the intermediate transfer belt is changed.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of a relationship between an intermediate transfer belt and a roll of an image forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a main part explanatory view showing another embodiment of a reinforcing tape.
7 is a main part explanatory view showing a configuration example and a bending phenomenon when the reinforcing tape of FIG. 6 is not provided. FIG.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus including a paper transport belt.
FIG. 9 is a perspective view of a main part showing the swell generated in the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Adhesion member, 30 ... Intermediate transfer belt (belt member) 31, 32, 33, 34 ... Multiple rolls, 50, 53 ... Reinforcement tape, 51 ... Joining tape, 52 ... Detection mark, 60 ... Paper transport belt (belt member), P: paper.

Claims

A belt member that is stretched between a plurality of rolls and rotates and holds and conveys at least a toner image or paper on the outer peripheral surface of the belt is provided, and an adhesive member is attached to a part of the belt member. In the image forming apparatus,
Image, characterized in that said as a belt member and the catch member, using those adapted moisture absorption expansion coefficient of the both become the same or enough to fall within the scope of ± 50% of each other Forming equipment.