JP5407361B2

JP5407361B2 - 搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5407361B2
Application number: JP2009014368A
Authority: JP
Inventors: 俊徳佐々木
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: US20100189484A1; US9182724B2; JP2010168203A

Description

本発明は、搬送装置及び画像形成装置に関する。

特許文献１には、トナー像が転写された用紙を搬送ベルトで搬送する際、用紙を搬送ベルト側へ吸引して搬送する装置が開示されている。この装置においては、搬送ベルトに複数の小孔が設けられており、ベルト内周側の空気が吸引されると、小孔の近くにある用紙が小孔に吸い寄せら、用紙は搬送ベルトに強く吸い付けられて安定して搬送される。

特開平９−１５０９８７号公報

本発明は、記録用紙上の画像を損なうことなく、記録用紙を保持して搬送することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の搬送装置は、画像形成装置に用いられる搬送装置であって、当該画像形成装置は、記録用紙の表面に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって表面に画像が形成された記録用紙を前記搬送装置へ搬送する搬送手段と、前記画像形成手段により形成された画像を前記記録用紙の表面に定着させる定着手段とを有し、当該搬送装置は、通気性を有する不織布で形成された無端のベルトと、前記ベルトの内周面が架け渡され、架け渡された前記ベルトを回転させる複数の回転体と、前記ベルトの内周面より内側の領域を減圧する減圧手段とを有し、当該搬送装置は、前記記録用紙の搬送方向に対して、前記定着手段よりも下流側に配置され、前記ベルトを形成する不織布は、素材がポリウレタンであることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の搬送装置は、請求項１に記載の構成において、前記ベルトの目付けが３０ｇ／ｍ²以上１００ｇ／ｍ²以下である。

本発明の請求項３に記載の搬送装置は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の構成において、前記ベルトは、厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下である。

本発明の請求項４に記載の搬送装置、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の構成において、前記ベルトは、３％以上１０％以下の張架率で架け渡されている。

本発明の請求項５に記載の搬送装置、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の構成において、前記ベルトの静摩擦係数は０．１以上０．８以下である。

本発明の請求項６に記載の画像形成装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の搬送装置と、記録用紙の表面に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって表面に画像が形成された記録用紙を前記搬送装置の前記ベルト表面へ搬送する搬送手段とを有する。

請求項１，６に記載の発明によれば、記録用紙上の画像を損なうことなく記録用紙を保持して搬送することができる。

請求項２，３に記載の発明によれば、請求項２，３に記載の構成を有しない場合に比較して、ベルトの損傷を抑えつつ記録用紙を保持することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項４に記載の構成を有しない場合と比較して、回転中のベルトに不具合が発生するのを抑えることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項５に記載の構成を有しない場合と比較して、記録用紙上の画像が損なわれるのを抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の模式図である。用紙搬送装置６ｃの平面図である。用紙搬送装置６ｃの側面図である。用紙搬送装置６ｃの構造の模式図である。搬送ベルトの実験結果を示した図である。搬送ベルトの実験結果を示した図である。搬送ベルトの実験結果を示した図である。搬送ベルトの実験結果を示した図である。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る装置の一例である画像形成装置１の模式図である。
画像形成装置１は、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ装置から送られた画像データを受信し、受信した画像データが表す画像を記録用紙上に形成して出力する電子写真方式の装置である。画像形成装置１は、カラーの画像を表す画像データを受信すると、受信した画像データに基づいて、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像を生成する。そして、これらの色のトナー（現像剤）を使用して各色のトナー像を形成し、各色のトナー像を重ねて得たカラーの画像を記録用紙上に転写して出力する。
なお、図面及び以下の説明においては、画像形成装置１の各部について、イエローの画像に係わるものについては符号の末尾にＹを付し、マゼンタの画像に係わるものについては符号の末尾にＭを付し、シアンの画像に係わるものについては符号の末尾にＣを付し、ブラックの画像に係わるものについては符号の末尾にＫを付し、各色について区別して説明する必要がない場合には末尾のアルファベットの記載を省略して説明を行う。

（実施形態の構成）
画像形成装置１は、ブラックのトナー像を形成する画像形成部１０Ｋ、イエローのトナー像を形成する画像形成部１０Ｙ、マゼンタのトナー像を形成する画像形成部１０Ｍ及びシアンのトナー像を形成する画像形成部１０Ｃと、画像形成部１０で形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト２０を備え、中間転写ベルト２０に転写されたトナー像を記録用紙Ｐに二次転写してカラーの画像を形成する。

まず、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、中間転写ベルト２０の回転方向に沿って画像形成部１０Ｙ、画像形成部１０Ｍ、画像形成部１０Ｃ及び画像形成部１０Ｋの順に配設されており、画像データから生成した画像に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写する。
具体的には、画像形成部１０は、静電潜像が形成される感光体ドラム１１、この感光体ドラム１１を帯電させる帯電装置１２、レーザ光Ｂｍの露光によって感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する露光装置１３、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置１４、感光体ドラム１１上のトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール１５、転写後の感光体ドラム１１表面をクリーニングする感光体クリーナ１６とを備えている。

感光体ドラム１１は金属の肉薄の円筒形ドラム上に有機感光層が形成されているものであり、静電潜像が形成される。帯電装置１２は、スコロトロン帯電器により構成されており、感光体ドラム１１を帯電させる。露光装置１３は、画像データから生成された画像に応じて変調したレーザ光Ｂｍを出力する半導体レーザ装置１３ａと、回転してこのレーザ光Ｂｍを感光体ドラム１１の軸方向に沿って走査するポリゴンミラー１３ｂとを備えている。レーザ光Ｂｍは複数のミラー１３ｃによって反射されながら所定の経路を進んだ後、感光体ドラム１１を露光し、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。

現像装置１４には、トナーと、磁性体の粒子からなるキャリアとが混合されたものが充填されており、画像形成部１０Ｙの現像装置１４にはイエローのトナー、画像形成部１０Ｍの現像装置１４にはマゼンタのトナー、画像形成部１０Ｃの現像装置１４にはシアンのトナー、画像形成部１０Ｋの現像装置１４にはブラックのトナーが充填されている。各現像装置１４は、感光体ドラム１１に形成された静電潜像をトナーにより現像し、トナー像を形成する。

一次転写ロール１５は、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２０とが対向する位置に、中間転写ベルト２０を挟むようにして配設されている。これら一次転写ロール１５に対して予め定められたバイアス電流を印加すると、感光体ドラム１１と一次転写ロール１５との間に電界が形成され、感光体ドラム１１上で電荷を帯びているトナー像がクーロン力で中間転写ベルト２０に転写される。なお、この一次転写ロール１５は金属シャフトに導電性発泡ゴムが被覆されて構成されている。

無端状に形成されている中間転写ベルト２０は、ベルト搬送ロール２１,２２ａ〜２２ｄ、２３にかけ回されており、図１に示した矢印方向に移動しながら画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで形成されたトナー像が一次転写される。
なお、中間転写ベルト２０を挟んでベルト搬送ロール２１と対向する位置には二次転写ロール３０が配設されている。互い接触している転写ロール３０と中間転写ベルト２０との間には記録用紙Ｐが案内され、中間転写ベルト２０に転写されているトナー像が記録用紙Ｐに二次転写される。なお、中間転写ベルト２０を挟んでベルト搬送ロール２２ｂと対向する位置にはクリーナ２４が配設されており、クリーナ２４は、二次転写後に中間転写ベルト２０に残留したトナーを中間転写ベルト２０上から除去する。

次に、記録用紙Ｐに形成されたトナー像を記録用紙Ｐに定着させる構成と、記録用紙Ｐを搬送する構成について説明する。
画像形成装置１は、内部に熱源を有する加熱ロール５１と、加熱ロール５１へ押しつけられる加圧ロール５２を有し、トナー像へ定着処理を行う定着装置５を備えている。トナー像が転写された記録用紙Ｐは、熱源により加熱された加熱ロール５１と、加圧ロール５２の間に案内される。そして、加熱ロール５１及び加圧ロール５２によりトナー像に熱及び圧力を加る定着処理が行われると、トナー像が溶融し、溶融したトナー像が冷却されるとトナー像が記録用紙Ｐに定着する。

また、画像形成装置１は、記録用紙Ｐを搬送する構成として、複数の記録用紙Ｐを収容する記録用紙収容部４０、記録用紙収容部４０から記録用紙Ｐを一枚ずつ取り出すピックアップロール４１、取り出された記録用紙Ｐを順次搬送する搬送ロール対４２ａ〜４２ｃ、予め定められたタイミングで搬送を開始するロール対４３、記録用紙Ｐの搬送経路を規制する規制部材４４、転写後の記録用紙Ｐを定着装置５まで搬送する用紙搬送装置６ａ、６ｂ、定着処理が行われた後の記録用紙Ｐを搬送して画像形成装置１の外部へ排出する用紙搬送装置６ｃを備えている。

図２は、図１の矢印Ｖ方向で用紙搬送装置６ｃを見た図、図３は、図２の矢印Ｗ方向で用紙搬送装置６ｃを見た図である。また、図４は、用紙搬送装置６ｃの構造の模式図である。
この用紙搬送装置６ｃは、通気性を有し記録用紙Ｐを搬送する搬送ベルト６０ａ〜６０ｅ、架け渡された搬送ベルト６０ａ〜６０ｅに張力を与えつつ回転させる２本のロール６１，６２、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの内周面側の領域を減圧するためのバキューム領域を形成するハウジング６３、送風機を有しバキューム領域内を減圧するファンユニット６４、ファンユニット６４に通じるダクト６８とを備えており、この用紙搬送装置６ｃにおいては、記録用紙Ｐは搬送ベルト６０ａ〜６０ｅに吸引されつつ搬送される。

搬送ベルト６０ａ〜６０ｅは、ポリウレタンの繊維で形成された帯状の不織布を無端状にしたものであり、表面から裏面へ繊維の間を通って空気の通過が可能となっている。具体的には、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅは、厚さが０．１［ｍｍ］以上〜０．４［ｍｍ］以下、単位面積当たりの重さが３０［ｇ／ｍ^２］以上〜１００［ｇ／ｍ^２］以下、表面の静摩擦係数が０．１以上〜０．８以下であり、３％以上〜１０％以下の張架率でロール６１，６２に掛け渡される。ここで、張架率は、ロール６１，６２に架け渡されて張力を加えられた中間転写ベルトの周長をＣ１、ロール６１，６２に架け渡される前の張力を加えられてない状態における中間転写ベルトの周長をＣ２としたとき、下記の式で表される。
張架率（％）＝（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ２×１００

なお、本発明者は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅについて実験を行い、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの物性値を検討している。
図５は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の厚さを０．１［ｍｍ］とし、搬送ベルトの目付けを変化させた時の、耐久性の測定結果を示したグラフである。なお、図５の縦軸の耐久性の単位［ｋｐｖ］（キロプリントボリューム）は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅが損傷せずに搬送した記録用紙Ｐの数を表しており、１０００［ｋｐｖ］は１００万枚の記録用紙Ｐを搬送したことを表している。また、耐久性の検討においては、目視で搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの損傷を確認しており、図５において示されている点は、損傷が確認された時の枚数を示している。
図５に示したように、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の厚さを０．１［ｍｍ］とした場合、目付けが３０［ｇ／ｍ^２］未満であると、耐久性が１０００［ｋｐｖ］未満となり、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅを交換する機会が増えるため、本実施形態においては、目付けを３０［ｇ／ｍ^２］としている。

次に、図６は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の厚さを０．１［ｍｍ］とし、搬送ベルトの目付けを変化させた時の、記録用紙Ｐの搬送力の測定結果を示したグラフである。なお、搬送力の測定においては、予め定められた吸引力で搬送ベルト６０ａ〜６０ｅに吸引されている記録用紙Ｐを搬送ベルト６０ａ〜６０ｅから剥がすときに要する力を測定している。
目付けを増やすと、単位面積あたりの繊維の密度が上がり、目付けの増加に伴って搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの通気性が低下していくこととなる。図６に示したように、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の厚さを０．４［ｍｍ］とした場合、目付けが１００［ｇ／ｍ^２］を超えると、目付けに応じて通気性が落ち、記録用紙Ｐを吸引する十分な力が確保できないため、本実施形態においては、目付けを１００［ｇ／ｍ^２］以下としている。

次に、図７は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の張架率を変えた時の不具合の発生の測定結果を示したグラフであり、図８は、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の摩擦係数を変えた時の不具合の発生の測定結果を示したグラフである。なお、張架率および静摩擦係数の検討においては、用紙搬送装置６ｃを予め定められた時間で運転し、目視により不具合の発生を確認した。
図７に示したように、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の張架率が３％を下回ると、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅがロール６１，６２から外れるという不具合が発生し、張架率が１０％を超えると搬送ベルト６０ａ〜６０ｅにしわが発生するという不具合が発生する。このため、本実施形態においては、張架率を３％以上〜１０％以下としている。
また、図８に示したように、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の静摩擦係数が０．１を下回ると、記録用紙Ｐが定着装置５を通過した後で十分な搬送力を得られないため、搬送不良が発生する。また、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の静摩擦係数が０．８を超えると、記録用紙Ｐの両面にトナー像がある場合、不織布である搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの表面と記録用紙Ｐとの摩擦によりトナー像が損なわれることになる。このため、本実施形態においては、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの各々の静摩擦係数を０．１以上〜０．８以下としている。

（実施形態の動作）
次に、画像形成装置１の動作について説明する。
まず、画像形成装置１は、コンピュータ装置から送られたカラーの画像データを受信すると、受信した画像データの画像について、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像を表すデータを生成し、各色の画像データを各色に対応した画像形成部１０へ供給する。

画像形成部１０の露光装置１３は、画像データが供給されるとレーザ光Ｂｍを走査して感光体ドラム１１上に画像データが表す画像の静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像装置１４により現像され、感光体ドラム１１上にトナー像が形成される。ここで、感光体ドラム１１の下方においては、中間転写ベルト２０が図１の矢印の方向へ移動しており、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順番で中間転写ベルト２０に重ねて転写される。

一方、ピックアップロール４１により記録用紙Ｐが記録用紙収容部４０から取り出され、搬送ロール対４２ａ〜４２ｃによりロール対４３まで搬送される。そして、中間転写ベルト２０が回転し、中間転写ベルト２０上のトナー像がベルト搬送ロール２１まで移動すると、ロール対４３が記録用紙Ｐをベルト搬送ロール２１と二次転写ロール３０の間に搬送し、トナー像がベルト搬送ロール２１と二次転写ロール３０により記録用紙Ｐに二次転写される。

トナー像が転写された記録用紙Ｐは、用紙搬送装置６ａ、６ｂにより定着装置５へ搬送され、加熱ロール５１及び加圧ロール５２によりトナー像に熱及び圧力が加えられる。そして、熱及び圧力が加えられてトナー像が溶融した記録用紙Ｐは、用紙搬送装置６ｃへ送られる。
ここで、用紙搬送装置６ｃにおいては、ファンユニット６４内のファンが回転してバキューム領域内が減圧されており、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅは、上述したように空気の通過が可能となっている。よって、図４において点線で示したように、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの上方側、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの内周側、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの下方側、バキューム領域、ファンユニット６４を経てダクト６８に至る空気の流れが生じる。
そして、この空気の流れによる吸引効果により、トナー像を保持した記録用紙Ｐが搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの表面に吸引されて保持され、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの回転と共に搬送されて画像形成装置１の外部へ排出される。

本実施形態においては、定着装置５を通過した記録用紙Ｐは、通気性を有する不織布でできた搬送ベルト６０ａ〜６０ｅで搬送される。特許文献１に開示されている搬送ベルトのように、ベルトに小孔を複数設けて記録用紙Ｐを吸引する構成であると、空気を吸い込む小孔の部分においては定着装置５を通過した直後で固まっていないトナーが急冷され、小孔が設けられていない部分との間でトナー像において光沢差が生じてしまう。しかしながら、本実施形態においては、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの表面全体で記録用紙Ｐが吸引され、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅに接している部分で温度差が生じないため、トナー像において光沢差が生じることがない。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。

上述した実施形態においては、画像形成装置１は、受信した画像データに基づいて記録用紙Ｐに画像を形成するが、画像形成装置１は、文書を複写する複写機能を備えていてもよい。また、上述した実施形態においては、用紙搬送装置６ｃが電子写真方式の画像形成装置１に配設されているが、用紙搬送装置６ｃが配設されるのは電子写真方式の画像形成装置に限定されず、インクジェット方式で記録用紙上に画像を形成する画像形成装置など、他の方式の画像形成装置において記録用紙を搬送する手段として配設するようにしてもよい。

上述した実施形態においては、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの素材はポリウレタンとなっているが、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅの素材はポリウレタンに限定されるものではなく、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素繊維など、他の素材であってもよい。なお、素材をポリウレタン以外のものとした場合、目付け、厚さ、張架率、摩擦係数などは、その素材に応じて適宜調整される。
また、搬送ベルト６０ａ〜６０ｅを形成する繊維は、連続した繊維であってもよく、また、予め定められた範囲の長さに切断された繊維であってもよい。

上述した実施形態においては、用紙搬送装置６ｃにおいて搬送ベルトは６列あるが、搬送ベルトの数は、６列に限定されるものではなく、７列以上であってもよい。また、５列以下であってもよく、搬送ベルトの幅を記録用紙Ｐの幅より広くして一列で記録用紙Ｐを搬送してもよい。

上述した実施形態においては、記録用紙Ｐの搬送方向で見て用紙搬送装置６ｃは定着装置５より下流側にあるが、定着装置５より上流側にある用紙搬送装置６ａ，６ｂを用紙搬送装置６ｃの構成としてもよい。

１・・・画像形成装置、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ・・・画像形成部、５・・・定着装置、５１・・・加熱ロール、５２・・・加圧ロール、６ａ〜６ｃ・・・用紙搬送装置、６０ａ〜６０ｅ・・・搬送ベルト、６１，６２・・・ロール、６３・・・ハウジング、６４・・・ファンユニット、６８・・・ダクト、Ｐ・・・記録用紙

Claims

画像形成装置に用いられる搬送装置であって、
当該画像形成装置は、
記録用紙の表面に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって表面に画像が形成された記録用紙を前記搬送装置へ搬送する搬送手段と、
前記画像形成手段により形成された画像を前記記録用紙の表面に定着させる定着手段と
を有し、
前記搬送装置は、
通気性を有する不織布で形成された無端のベルトと、
前記ベルトの内周面が架け渡され、架け渡された前記ベルトを回転させる複数の回転体と、
前記ベルトの内周面より内側の領域を減圧する減圧手段と
を有し、
前記搬送装置は、前記記録用紙の搬送方向に対して、前記定着手段よりも下流側に配置され、
前記ベルトを形成する不織布は、素材がポリウレタンである
ことを特徴とする搬送装置。
前記ベルトの目付けが３０ｇ／ｍ²以上１００ｇ／ｍ²以下であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
前記ベルトは、厚さが０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送装置。
前記ベルトは、３％以上１０％以下の張架率で架け渡されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の搬送装置。
前記ベルトの静摩擦係数は０．１以上０．８以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の搬送装置。
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の搬送装置と、
記録用紙の表面に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって表面に画像が形成された記録用紙を前記搬送装置の前記ベルト表面へ搬送する搬送手段と
を有する画像形成装置。