JP4177886B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
近年、カラー複写機として、4連タンデム多重転写方式の画像形成装置が開発されている。この方式は、4本の感光体ドラムを平行に並べ、それぞれの感光体ドラムにイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを用いてトナー像を形成し、1枚の転写材である用紙に順次このトナー像を多重転写する方式である。
しかし、この方法では、2つの寄り止めガイドの間隔寸法と、転写ベルトの幅寸法が完全に一致していないと、広いところでは転写ベルトが蛇行状態となって走行し、また、狭いところでは転写ベルトが寄り止めガイドを乗り越え、主走査方向の画像の色ズレを起こすといった問題があった。
転写ベルトを走行方向とは直交する方向で所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され付勢される転写ベルトの端部に摺接し転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、所定幅を有し転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され転写ベルト両側端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、転写ベルトの線熱膨張率をβb、補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、 1.0<βt/βb<1.1 の条件を満足することを特徴とする。
さらに、本発明は上記目的を満足するためになされたものであり、互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
前記ベルト付勢手段と、前記ベルト受け手段と、前記左右一対の補強テープとを具備し、転写ベルトの線熱膨張率をβb、補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、 1.0 < βt/βb < 1.1 の条件を満足することを特徴とする。
図1は、カラー画像形成装置の概略的な構成図である。このカラー画像形成装置には、画像形成手段であるプロセスユニット1a、1b、1c、1dが設けられている。
各プロセスユニット1a、1b、1c、1dは、像担持体である感光体ドラム3a、3b、3c、3dを備えており、これらの感光体ドラム上に現像剤像が形成されるようになっている。
すなわち、感光体ドラム3aを一様に負帯電させる帯電ローラ5aが、感光体ドラム3aに転接して配置される。この帯電ローラ5aのドラム回転方向下流側には、帯電ローラ5aによって帯電した感光体ドラム3aを露光して静電潜像を形成する露光装置7aが配置される。
さらに、現像装置9aのドラム回転方向下流側には感光体ドラム3aに対して転写材である用紙Pを搬送する搬送ベルト11が設置されている。この搬送ベルト11は、感光体ドラム3a上に形成された現像剤像と用紙Pとが当接するよう用紙Pを感光体ドラム3aに搬送するとともに、後述するように用紙Pに感光体ドラム3a上の現像剤像を転写する作用をなすところから、以下、転写ベルトと呼ぶ。
このようにして、上述の感光体ドラム3a、帯電ローラ5a、露光装置7a、現像装置9a、クリーニング装置17aおよび除電ランプ19aによって、前記プロセスユニット1aが構成されている。
前記転写ベルト11は、カーボンが均一に分散された厚さ100μmのポリイミド樹脂材により形成されている。そして、ここでは1012Ωcmの電気抵抗を有し、半導電性を有する。
また、導電粒子を用いず、組成調整によって電気抵抗を調整した高分子フィルムを用いてもよい。さらには、このような高分子フィルムにイオン導電性物質を混入したもの、あるいは比較的電気抵抗が低いシリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材でもよい。
すなわち、従動ローラ15によって転写ベルト11が寄せ付勢され、この移動側に配置される寄り止め規制ガイド60に転写ベルト11端部が摺接し、それ以上の移動が規制されるようになっている。
さらに、この下流側でかつ駆動ローラ13近傍には、ベルトクリーニング手段であるゴムブレード16が設置されている。このゴムブレード16の先端縁が転写ベルト11の幅方向全体に亘って摺接しており、転写ベルト上に付着したトナーや紙粉が除去されるようになっている。
各感光体ドラム3b、3c、3dの周囲所定位置には、それぞれ帯電ローラ5b、5c、5dが配置され、この下流側には露光装置7b、7c、7dが配置される。
そして、現像装置19bにはマゼンタの現像剤が収容され、現像装置19cにはシアンの現像剤が収容され、現像装置19cにはブラックの現像剤が収容されている。
すなわち、各転写ローラ23a、23b、23c、23dは対向する感光体ドラム3a、3b、3c、3d下方で転写ベルト11の背面に接触していて、転写ベルト11を介してプロセスユニットと対向している。
一方、転写ベルト11の図における右側部には、用紙Pを収容する給紙カセット26が設けられている。装置本体1には、給紙カセット26から用紙Pを1枚ずつピックアップするピックアップローラ27が図示矢印h方向に回転自在に設けられている。
また、転写ベルト11上には、直流電源31に接続され、用紙Pを転写ベルト11表面に静電吸着させるための吸着ローラ30が、転写ベルト11を介して駆動ローラ13と対向する位置に配置される。
つぎに、このようにして構成される4連ドラムタンデム方式カラー画像形成装置の画像形成プロセスについて説明する。
帯電ローラ5aによって一様に帯電された感光体ドラム3aに、露光装置7aは記録すべき画像に応じた光を照射し、感光体ドラム3a上に静電潜像を形成する。
感光体ドラム3aが回転して前記静電潜像部分が現像装置9aに対向すると、ここに収容されるイエロウの現像剤が供給されて静電潜像が現像化され、イエロウの現像剤像が形成される。
一方、ピックアップローラ27は給紙カセット26から用紙Pを取り出し、レジストローラ対29は、この用紙Pを転写ベルト11上へ供給する。転写ベルト11上に供給された用紙Pに吸着ローラ30が転接し、この用紙Pの表面を帯電する。この吸着ローラ30の帯電作用により、用紙Pは転写ベルト11上に静電吸着される。
それぞれの転写領域Taに用紙Pが到達すると、転写ローラ23aに直流電源55aから約+1000Vのバイアス電圧が印加される。転写ローラ23aと感光体ドラム3aとの間には転写電界が形成され、感光体ドラム3a上の現像剤像は、この転写電界にしたがって用紙P上に転写される。
ついで、イエロウ現像剤像が転写された用紙Pは転写領域Tbに向けて搬送される。この転写領域Tbでは、転写ローラ23bに直流電源55bから約+1200Vのバイアス電圧が印加され、イエロウ現像剤像上に重ねてマゼンタの現像剤像が転写される。
このようにして、多重転写された各色の現像剤像は、用紙Pが定着装置33に対向したとき、この定着装置によって用紙P上に定着され、カラー画像が形成される。定着が終わった用紙Pは排紙トレイ34上に排出される。
図2および図3は、第1の実施の形態を示している。
転写ローラ23aは、たとえばSUSφ8mmのシャフトに、カーボンを分散して導電性とした発泡ウレタン材からなる外径φ18mmのローラである。このシャフトとローラ表面間の電気抵抗は約106 Ωである。
転写ベルト11をポリイミド樹脂材から構成した場合、この転写ベルト11の弾性係数Kは20×104 Kg/cm2 であり、このとき前記寄り止め規制ガイド60はφ14mmの駆動ローラ13と、従動ローラ15の大径φ14mm端部側に設置されている。
この寄り力Tの測定は、圧力センサを転写ベルト11と寄り止め規制ガイド60との間に取り付けて測定した。転写ベルト11の弾性係数Kは、StrografR−200(東洋精機製)を用いて測定した。転写ベルト11の膜厚tは100μmであり、12万回の繰り返しライフ試験の結果、転写ベルト11は全く破断せず、耐久性が保証された。
この数値を前記T/t・L・K式に当てはめると、0.5/100×10-4・1.4π・3.2×104 =0.00036となって、条件は一応満足されることとなる。
したがって、寄り力Tとして1Kg程度は必要であり、この寄り力を確保した上で転写ベルト11のベルト膜厚tを125μmと厚くすれば、12万回の繰り返しライフ試験の結果はOKであった。
また、寄り力Tを1Kgとし、100μmのポリアミドイミドベルトに100μmのPETテープを貼って膜厚tを倍とした場合、前記PETテープによって補強された部分の弾性係数Kは7×104 Kg/cm2 となる。
この場合の繰り返しライフ試験結果はOKであった。すなわち、前記T/t・L・K式に当てはめると、1/200×10-4・1.4π・7×104 =0.00016となる。
従動ローラ15であるテーパローラによって転写ベルト11を一方向に寄るように制御するとともに、この転写ベルト11端面を寄り止め規制ガイド60に当接させることにより、転写ベルト11の走行にともなう蛇行を防止する方式においては、転写ベルト11端面のカット精度が影響する。
また、転写ベルト11自体には機械的強度が小さいので、転写ベルト11の両側端部に補強テープ70,70を貼着して補強する。これにより、転写ベルト11の機械的耐久性は格段に向上し、ベルト蛇行を規制する構成上、非常に有効となる。
ただし、転写ベルト11素材の線熱膨張率βbと、前記補強テープ70素材の線熱膨張率βtとが大きく異なると、環境変化により転写ベルト11端部が変形してしまい、蛇行制御が不可能となる。
また、転写ベルト11の線熱膨張率βbに対する補強テープ70の線熱膨張率βtが所定範囲内で大きい場合には、転写ベルト11端部の歪みの問題はなく、スムーズな走行がなされる。
転写ベルト11としてポリイミドベルトに、補強テープ70としてナイロンテープを貼着する場合は、ポリイミドベルトの線熱膨張率βbは1.5、ナイロンテープの線熱膨張率βtは1.6のものを使用した。したがって、βt/βb=1.07となる。
結果として、走行にともない転写ベルト11端面が歪んでしまい、蛇行量は±40μm程度に悪化して、画質の劣化となる。
したがって、転写ベルト11が環状になっているが、走行にともなう転写ベルト11に歪みを最小限に抑制して蛇行の発生をなくし、よって印字ズレのない高画質を得るとともに、極めてスムーズな端面精度を維持できる。
ここでは、転写ベルト11の両側端部で、かつこの転写材搬送裏面である内面全周に亘って、転写ベルト11を補強する補強テープ70が貼着される。
転写ベルト11を、たとえばポリマアロイから形成すると、これは極めて特殊な材料であるので、同様材料のテープが存在しない。そこで、一般的なテープ材を使用することになる。この場合は、それぞれの材料の熱膨張率は以下のようにして選択する。
以上の例に示したように、補強テープ70の線熱膨張率βtに対する転写ベルト11の線熱膨張率βbの比が0.9から1.0の範囲にあれば、問題なくベルト搬送がスムーズに行なわれ、ベルト蛇行量が±25μm以内にあって極めて小さい状態に制御可能である。
結果として、転写ベルト11の両側端部が歪んでしまい、蛇行量は±40μm程度に悪化して、画質の劣化となる。
転写ベルト11にクリーニング手段を構成するゴムブレード16の先端縁が摺接し、この転写ベルト11に対して感光体ドラム3と、感光体ドラム3上の画像領域および給電部を構成する転写ローラ23が、転写ベルト11の中心線に対して左右対称に配置される。
例1として、転写ベルト11の幅寸法Lbを346mmとし、この端面のカット精度は真直度50μm以内とする。転写ベルト11の両側端部に、この端縁から5mmのところに幅寸法が10mmの補強テープ70を貼着した場合、補強テープ70相互間隔寸法Ltは316mmとなる。
Lt > Lc > Ld かつ Lt > Lo > Ld
の関係にある。
例2として、図9に示すように、感光体ドラム3の幅寸法Loが、補強テープ70相互間隔寸法Ltより長い場合、転写ローラ23の幅寸法Lrを補強テープ70相互間隔寸法Ltより狭くする。すなわち、感光体ドラム3と補強テープ70との機械的干渉を、転写ローラ23の幅寸法Lrを短くすることにより低減する。
Lt > Lc > Ld かつ Lt > Lr > Ld
の関係にある。
これにより、転写ベルト11に貼着される補強テープ70と、ゴムブレード16との機械的干渉がなく、スムーズなベルト搬送が行なわれることとなる。
転写ベルト11に、ベルトクリーニング手段を構成するブラシクリーナ16A(模式的に示す)が摺接し、この転写ベルト11に対して感光体ドラム3と、感光体ドラム3上に形成される画像領域および転写ローラ23が、転写ベルト11の中心線に対して左右対称に配置される。
具体的には、転写ベルト11の幅寸法Lbを346mm、端面のカット精度は真直度50μm以内である。転写ベルト11の両側端部に端縁から5mmのところに幅10mmの補強テープ70を貼着した場合、補強テープ70相互間隔寸法Ltは316mm、ブラシクリーナ16Aの幅寸法Lcは346mmである。
この構成により、転写ベルト11の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ70端部の外側にあり、補強テープ70の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、かつ Lc≧Lt>Lo>Ld の関係にある。
このように、補強テープ70を貼着した転写ベルト11に対してブラシからなるベルトクリーニング装置16Aを備えた場合、ブラシクリーナ16Aのクリーニング幅寸法を転写ベルト11幅寸法と同一もしくは広く設定することにより、補強テープ70はもちろん、転写ベルト11に対しても余分な負荷を生じることがない。スムーズなベルト搬送がなされ、ベルト蛇行が極力抑制され、かつ転写ベルト11全面のクリーニングが十分に行われる。
転写ベルト11に対して感光体ドラム3と、感光体ドラム3上の画像領域および給電部を構成する転写ローラ23が、転写ベルト11の中心線に対して左右対称に配置される。ここでは、転写ベルト11の両側端部で、かつこの転写材搬送裏面である内面全周に亘って、転写ベルト11を補強する補強テープ70が貼着される。
この構成により、転写ベルト11の端部は、この全周に亘るすべての位置において補強テープ70端部の外側にあり、補強テープ70の内側では全周に亘って画像領域であるトナー像より外側にあり、かつ駆動ローラ13の幅寸法Lkと、従動ローラ15の幅寸法Ljと、トナー像幅寸法Ld、および転写ローラ23の幅寸法Lrとの間で、Lt>Lkと、Lt>Ljと、Lt>Lr>Ldの全ての条件を満足する関係にある。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。
Claims (4)
- トナー像が形成される像担持体と、この像担持体と転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する給電部を備え、前記転写材上に像担持体のトナー像を転写する手段とを具備した画像形成装置において、
前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され、転写ベルト両側端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
前記転写ベルトの線熱膨張率をβb、前記補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、
1.0 < βt/βb < 1.1
の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。 - 互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトを受けてこの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
前記転写ベルトの線熱膨張率をβb、前記補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、
1.0 < βt/βb < 1.1
の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。 - トナー像が形成される像担持体と、この像担持体と転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する給電部を備え、前記転写材上に像担持体のトナー像を転写する手段とを具備した画像形成装置において、
前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送裏面である内面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
前記転写ベルトの線熱膨張率をβb、前記補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、
0.9 < βt/βb < 1.0
の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。 - 互いに異なるカラートナー像が形成される複数の像担持体と、それぞれの像担持体と順次転接して走行し転写材を搬送する転写ベルトおよびこの転写ベルトを各像担持体側へ押圧するとともに転写バイアスを印加する複数の給電部を備え、前記転写材上に各像担持体のカラートナー像を転写して多色の重ね画像を形成する手段とを具備した画像形成装置において、
前記転写ベルトを、走行方向とは直交する方向で、所定の方向へ寄るよう付勢するベルト付勢手段と、
このベルト付勢手段による転写ベルト付勢側に対向して配置され、付勢される転写ベルトの端部に摺接し、転写ベルトの蛇行を規制するベルト受け手段と、
所定幅を有し、前記転写ベルトの両側端縁と所定間隙を存して転写材搬送裏面である内面全周に亘って貼着され、転写ベルト端部を補強する左右一対の補強テープとを具備し、
前記転写ベルトの線熱膨張率をβb、前記補強テープの線熱膨張率をβtとしたとき、
0.9 < βt/βb < 1.0
の条件を満足することを特徴とする画像形成装置。
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JP2008030871A JP4177886B2 (ja) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | 画像形成装置 |
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