JP6141340B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式で画像を形成可能な画像形成装置に関する。
電子写真方式で画像を形成可能なプリンターのような画像形成装置では、中間転写ベルトなどの像搬送部にトナー像が形成される。例えば、中間転写ベルトは、基材層部及び表層部を有する。例えば、基材層部は熱可塑性樹脂で形成されており、表層部は前記基材層部に表層材としての熱硬化性樹脂がコーティングされて形成される。前記表層材の中間転写ベルトへのコーティング方法として、ディッピング法又はリングコート法が知られている(特許文献1参照)。
一方、この種の画像形成装置では、中間転写ベルトに形成されたトナー像は転写ローラーによってシートに転写される。例えば、転写ローラーは、中間転写ベルトを走行させる駆動ローラーと対向する位置で中間転写ベルトに接触して設けられる。また、転写ローラーは、転写ローラーと中間転写ベルトとの間で形成されるニップ部において転写に必要なニップ圧を得るために、駆動ローラーに向けて付勢される。ここで、転写ローラーは、駆動ローラーから前記駆動ローラーの回転軸に設けられた第1ギヤ及び前記転写ローラーの回転軸に設けられた第2ギヤを介して伝達される駆動力で回転駆動させることが可能である。
特開2003−270962号公報
ところで、転写ローラーを第1ギヤ及び第2ギヤを介して駆動ローラーから伝達される駆動力で回転駆動させる場合には、シートがニップ部を通過する際に、ニップ部のギヤ設置側におけるニップ圧が非設置側におけるニップ圧より低くなる。特に、シートが厚紙である場合には、普通紙と比べてニップ圧の低下の度合いが大きくなり、ニップ部のギヤ設置側においてニップ圧不足による転写性低下の不具合が生じる。前記不具合は、転写ローラーに付与される駆動ローラーに向けての付勢力を、ギヤ設置側が非設置側より強くなるように設定することで解消可能である。しかしながら、この場合には、普通紙がニップ部を通過する際にニップ部のギヤ設置側におけるニップ圧が非設置側におけるニップ圧より強くなり、中間転写ベルトの表層部のギヤ設置側において普通紙との摩擦による摩耗が非設置側より進行する。
一方、中間転写ベルトの表層部がディッピング法又はリングコート法により形成される場合、中間転写ベルトの幅方向における一方側の第1端部の表層部の層厚が前記幅方向における他方側の第2端部の表層部の層厚よりも厚くなる。そのため、前記第2端部において表層部の摩耗が第1端部より進行して、中間転写ベルトの耐用期間が短縮することがある。
本発明の目的は、像搬送部の耐用期間を長期化させることが可能な画像形成装置を提供することにある。
本発明に係る画像形成装置は、駆動ローラーと、像搬送部と、転写ローラーと、第1ギヤと、第2ギヤとを備える。前記駆動ローラーは、駆動力を受けて回転する。前記像搬送部は、トナー像が支持される表層部を有し、前記表層部において前記駆動ローラーの回転軸方向の一方側の第1端部の層厚が前記回転軸方向の他方側の第2端部の層厚より厚く形成され、前記駆動ローラーによって予め定められた方向へ搬送される。前記転写ローラーは、前記像搬送部の前記表層部を挟んで前記駆動ローラーと対向する位置に設けられ、前記表層部の前記第1端部側に対する接触圧力が前記第2端部側に対する接触圧力より強い状態で前記表層部に接触され、前記表層部に支持された前記トナー像を前記表層部との間で形成されるニップ部を通過する被転写体に転写する。前記第1ギヤは、前記駆動ローラーの前記第1端部側に設けられ、前記駆動ローラーから伝達される回転駆動力を受ける。前記第2ギヤは、前記転写ローラーの前記第1端部側に設けられ、前記第1ギヤを介して伝達される前記回転駆動力を前記転写ローラーに伝達する。
本発明によれば、像搬送部の耐用期間を長期化させることが可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図2は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの構成を示す図である。 図3は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写装置の構成を示す図である。 図4は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の二次転写ローラーの構成を示す図である。 図5は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の第1ギヤ及び第2ギヤの構成を示す図である。 図6は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの構成を示す図である。 図7は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の二次転写ローラー及び中間転写ベルトの位置関係を示す図である。 図8は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を用いた実験結果を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
[画像形成装置10の概略構成]
まず、図1を参照しつつ、本発明の実施形態に係る画像形成装置10の構成について説明する。ここで、図1は画像形成装置10の構成を示す断面模式図である。
図1に示すように、画像形成装置10は、ADF1、画像読取部2、画像形成部3、給紙部4、及び操作表示部5を備える。画像形成装置10は、画像データに基づいて画像を形成するプリント機能と共に、スキャン機能、ファクシミリ機能、又はコピー機能などの複数の機能を有する複合機である。また、本発明は、プリンター装置、ファクシミリ装置、及びコピー機などの画像形成装置に適用可能である。
ADF1は、不図示の原稿セット部、複数の搬送ローラー、原稿押さえ、及び排紙部を備え、画像読取部2によって読み取られる原稿を搬送する自動原稿搬送装置である。画像読取部2は、不図示の原稿台、光源、複数のミラー、光学レンズ、及びCCDを備え、原稿から画像データを読み取ることが可能である。
操作表示部5は、不図示の制御部からの制御指示に応じて各種の情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部、及びユーザー操作に応じて前記制御部に各種の情報を入力する操作キー又はタッチパネルなどの操作部を有する。
次に、図1〜図3を参照しつつ、画像形成部3について説明する。ここで、図2は画像形成ユニット31の構成を示す断面模式図である。また、図3は中間転写装置36の構成を示す断面模式図である。
画像形成部3は、画像読取部2で読み取られた画像データに基づいて電子写真方式でカラー又はモノクロの画像を形成する画像形成処理(印刷処理)を実行することが可能である。また、画像形成部3は、外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて前記印刷処理を実行することも可能である。
具体的に、画像形成部3は、図1に示すように、複数の画像形成ユニット31〜34、光走査装置35A〜35B、中間転写装置36、二次転写ローラー37、定着装置38、及び排紙トレイ39を備える。
画像形成ユニット31はY(イエロー)、画像形成ユニット32はC(シアン)、画像形成ユニット33はM(マゼンタ)、画像形成ユニット34はK(ブラック)に対応する電子写真方式の画像形成ユニットである。画像形成ユニット31〜34は、図1に示すように、画像形成装置10の前後方向に沿って、画像形成装置10の前方からイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に併設される。
画像形成ユニット31は、図1及び図2に示すように、感光体ドラム311、帯電ローラー312、現像装置313、一次転写ローラー314、及びドラム清掃部315を備える。
感光体ドラム311は、表面に静電潜像が形成される。また、感光体ドラム311は、表面にトナー像を担持する。具体的に、感光体ドラム311は、図2に示すように、基体部311A及び感光層部311Bを有する。例えば、基体部311Aはアルミニウム製の素管である。感光層部311Bは、光の照射により導電性が向上する有機化合物からなる有機感光材料が基体部311Aの表面にコーティングされて形成される。感光体ドラム311は、不図示の動力源から供給される駆動力により、図2に示す回転方向311Cに沿って回転する。ここに、感光体ドラム311が、本発明における像担持体の一例である。
帯電ローラー312は、感光体ドラム311の感光層部311Bを帯電させる。例えば、帯電ローラー312は、図2に示すように、感光層部311Bと接触して設けられる。帯電ローラー312には、不図示の電源装置から電圧が印加される。これにより、帯電ローラー312と感光層部311Bとの間で放電が発生して感光層部311Bが帯電される。
現像装置313は、イエローのトナーを用いて感光体ドラム311の感光層部311Bに形成される静電潜像を現像する。具体的に、現像装置313は、攪拌スクリュー313A、マグネットローラー313B、及び現像ローラー313Cを有する。現像装置313の筐体内にはトナーとキャリアを含む現像剤が収容される。前記現像剤は、攪拌スクリュー313Aによって攪拌されて摩擦帯電する。マグネットローラー313Bは、攪拌スクリュー313Aにより攪拌される前記現像剤を取得して、前記現像剤に含まれるトナーを現像ローラー313Cに供給する。現像ローラー313Cは、マグネットローラー313Bから供給されるトナーを取得して、前記トナーを感光層部311Bに供給する。なお、現像装置313には、図1に示すトナーコンテナ313Dからイエローのトナーが供給される。
一次転写ローラー314は、現像装置313により感光体ドラム311の感光層部311Bの表面に形成されたトナー像を、後述する中間転写装置36の備える中間転写ベルト361に転写する。例えば、一次転写ローラー314は、図2に示すように、中間転写ベルト361と接触して設けられる。一次転写ローラー314には、不図示の電源装置から電圧が印加される。これにより、一次転写ローラー314と感光層部311Bとの間に電界が形成されて、感光層部311Bの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト361の表面に転写される。
ドラム清掃部315は、感光体ドラム311の感光層部311Bの表面に残存したトナーを除去する。例えば、ドラム清掃部315では、感光層部311Bの表面に残存したトナーがブレード状のクリーニング部材315Aにより除去される。そして、クリーニング部材315Aにより除去されたトナーは、搬送スクリュー315Bにより不図示のトナー収容容器まで搬送されて回収される。
画像形成ユニット32〜34は、画像形成ユニット31と同じ構成を備える。即ち、画像形成ユニット32〜34は、図1及び図3に示すように、感光体ドラム321〜341、一次転写ローラー324〜344、及びトナーコンテナ323D〜343Dを備える。ここに、画像形成ユニット31〜34の感光体ドラム311〜341が、本発明における複数の像担持体の一例である。
光走査装置35A〜35Bは、感光体ドラム311〜341の感光層部各々に静電潜像を形成する。具体的に、光走査装置35Aは、図1に示すように、画像形成ユニット31〜32の感光体ドラム311〜321に対応して設けられている。また、光走査装置35Bは、画像形成ユニット33〜34の感光体ドラム331〜341に対応して設けられている。光走査装置35Aは、帯電ローラー312によって帯電された感光体ドラム311の感光層部311Bに画像データに基づく光を照射する。これにより、感光層部311Bに画像データに対応する静電潜像が形成される。
中間転写装置36は、中間転写ベルト361を用いて、感光体ドラム311〜341から中間転写ベルト361に転写されるトナー像を搬送する。中間転写装置36は、図1及び図3に示すように、中間転写ベルト361、駆動ローラー362、張架ローラー363、及びベルト清掃部364を備える。
中間転写ベルト361は、感光体ドラム311〜341の感光層部各々の表面に形成されたトナー像が転写される無端状のベルト部材である。ここに、中間転写ベルト361が、本発明における中間転写体の一例であると共に、像搬送部の一例である。
具体的に、中間転写ベルト361は、図2に示すように、基材層部361A及び表層部361Bを有する。基材層部361Aは、熱可塑性樹脂により形成される。例えば、前記熱可塑性樹脂は、PC(ポリカーボネート)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PA(ナイロン)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等である。表層部361Bにはトナー像が支持される。表層部361Bは、基材層部361Aに熱硬化性樹脂がコーティングされて形成される。例えば、前記熱硬化性樹脂は、PI(ポリイミド)、PAI(ポリアミドイミド)、AC(アクリル)等である。表層部361Bの形成方法については後述する。
中間転写ベルト361は、図1及び図3に示すように、画像形成装置10の前後方向において離間して配置された駆動ローラー362及び張架ローラー363によって張架される。具体的に、中間転写ベルト361は、基材層部361Aが駆動ローラー362及び張架ローラー363と接触した状態で張架される。また、画像形成ユニット31〜34の一次転写ローラー314〜344は、中間転写ベルト361の基材層部361Aと接触した状態で配置される。また、画像形成ユニット31〜34の感光体ドラム311〜341の感光層部各々は、中間転写ベルト361の表層部361Bと接触した状態で配置される。
駆動ローラー362は、不図示の動力源から供給される駆動力により回転駆動して、中間転写ベルト361を走行させる。これにより、中間転写ベルト361の表層部361Bは、図1〜図3に示すように、画像形成装置10の前後方向と同じ搬送方向36Aに沿って搬送される。ここに、搬送方向36Aが、本発明における予め定められた方向の一例である。
ベルト清掃部364は、中間転写ベルト361の表層部361Bの表面に残存したトナーを除去する。例えば、ベルト清掃部364では、表層部361Bの表面に残存したトナーがブレード状のクリーニング部材364Aにより除去される。そして、クリーニング部材364Aにより除去されたトナーは、搬送スクリュー364Bにより不図示のトナー収容容器まで搬送されて回収される。
二次転写ローラー37は、中間転写ベルト361の表層部361Bの表面に付着したトナー像をシートに転写する。二次転写ローラー37は、中間転写ベルト361の表層部361Bと接触して設けられる。二次転写ローラー37には、不図示の電源装置から電圧が印加される。これにより、二次転写ローラー37と表層部361Bとの間に電界が形成されて、表層部361Bの表面に付着したトナー像がシートに転写される。二次転写ローラー37については後段で詳細に説明する。
定着装置38は、二次転写ローラー37によってシートに転写されたトナー像を前記シートに溶融定着させる。例えば、定着装置38は、定着ローラー38A及び加圧ローラー38Bを備える。定着ローラー38Aは、加圧ローラー38Bと接触して設けられ、シートに転写されたトナー像を加熱して前記シートに定着させる。加圧ローラー38Bは、定着ローラー38Aとの間に形成される接触部を通過するシートを加圧する。
排紙トレイ39には、定着装置38でトナー像が定着されたシートが排出される。
画像形成部3では、給紙部4から供給されるシートに以下の手順でカラー画像が形成される。なお、前記シートは、紙、コート紙、ハガキ、封筒、及びOHPシートなどのシート材料である
まず、画像形成ユニット31において、帯電ローラー312によって感光体ドラム311の感光層部311Bの表面が所定の電位に一様に帯電される。帯電ローラー312によって帯電された感光層部311Bの表面には、光走査装置35Aにより画像データに基づく光が照射される。これにより、感光層部311Bの表面に画像データに対応する静電潜像が形成される。感光層部311Bの表面に形成された静電潜像は、現像装置313によってイエローのトナー像として現像(可視像化)される。
感光層部311Bの表面に形成されたイエローのトナー像は、回転方向311Cに沿って回転する感光体ドラム311により一次転写ローラー314による一次転写位置P1まで搬送される。ここで、一次転写位置P1は、図2に示すように、感光層部311Bの表面と中間転写ベルト361の表層部361Bとが接触する位置である。一次転写ローラー314は、一次転写位置P1において、感光層部311Bの表面に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト361の表層部361Bの表面に転写する。なお、感光層部311Bの表面に残存したトナーは、ドラム清掃部315により除去される。
次に、画像形成ユニット32〜34においても、画像形成ユニット31と同様の処理手順で、感光体ドラム321〜341の感光層部各々の表面に各色のトナー像が形成される。そして、感光体ドラム321〜341の感光層部各々の表面に形成された各色のトナー像は、図3に示す一次転写位置P2〜P4において、一次転写ローラー324〜344により中間転写ベルト361の表層部361Bの表面に転写される。これにより、表層部361Bの表面には、感光体ドラム311〜341で形成された各色のトナー像が、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順に重ねて転写される。
画像形成ユニット31〜34によって表層部361Bの表面に転写されたトナー像は、搬送方向36Aに沿って走行する中間転写ベルト361により二次転写ローラー37による二次転写位置P5まで搬送される。ここで、二次転写位置P5は、図3に示すように、中間転写ベルト361と二次転写ローラー37とが接触する位置である。二次転写位置P5では、中間転写ベルト361の表層部361Bと二次転写ローラー37との間にニップ部が形成される。二次転写ローラー37は、表層部361Bの表面に付着したトナー像を、給紙部4から供給されて二次転写位置P5を通過するシートに転写する。ここに、二次転写ローラー37が本発明における転写ローラーの一例である。また、二次転写位置P5が本発明におけるニップ部の一例である。また、前記シートが本発明における被転写体の一例である。
その後、トナー像が転写されたシートは、定着装置38により前記トナー像が溶融定着されることで画像が形成される。画像形成後のシートは、排紙トレイ39に排出される。
次に、図3〜図5を参照しつつ、二次転写ローラー37について詳細に説明する。ここで、図4は図3におけるIV−IV矢視断面図である。また、図5は図4における第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cの紙面右側からの側面図である。なお、図5における二点鎖線は、第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cの歯を示すものである。
二次転写ローラー37は、図3及び図4に示すように、中間転写ベルト361の表層部361Bを挟んで、駆動ローラー362の表面と対向する位置に設けられる。二次転写ローラー37は、画像形成部3の構成部材を収容する画像形成装置10の筐体に設けられた軸受け37Bにより回転軸37Aが回転可能に支持されており、駆動ローラー362から供給される駆動力を受けて回転する。
具体的に、図4に示すように、駆動ローラー362の回転軸362Aの回転軸方向362Bにおける回転軸362Aの一方側には、第1ギヤ362Cが設けられている。第1ギヤ362Cは、駆動ローラー362から伝達される回転駆動力を受けて図5に示す回転方向362Dに沿って回転する。
一方、図4に示すように、二次転写ローラー37の回転軸37Aには、第1ギヤ362Cと噛合可能な第2ギヤ37Cが、第1ギヤ362Cと対向する位置で第1ギヤ362Cと噛合して設けられている。第2ギヤ37Cは、第1ギヤ362Cと噛合する噛合部P6において第1ギヤ362Cから伝達される回転駆動力を二次転写ローラー37に伝達する。これにより、二次転写ローラー37は、駆動ローラー362から供給される駆動力を受けて図5に示す回転方向37Fに沿って回転する。二次転写ローラー37の回転を駆動ローラー362の回転と連動させることで、シートが二次転写位置P5を通過する際にシートと二次転写ローラー37との間に生じる摩擦等により二次転写ローラー37の回転が不安定となり、転写性が低下することが抑制される。
また、二次転写ローラー37は、二次転写位置P5において転写に必要なニップ圧を得るために、駆動ローラー362に向けて付勢される。
具体的に、軸受け37Bは、前記筐体において駆動ローラー362に接近及び離間する方向に向けて移動可能に設けられる。そして、第2ギヤ37Cが設けられた側の回転軸37Aを支持する軸受け37Bは、第1付勢部材37Dにより、駆動ローラー362に向けて付勢される。一方、第2ギヤ37Cが設けられていない側の回転軸37Aを支持する軸受け37Bは、第2付勢部材37Eにより、駆動ローラー362に向けて付勢される。例えば、第1付勢部材37D及び第2付勢部材37Eは、長手方向における一方側の端部が前記筐体に支持され、他方側の端部が軸受け37Bと接触して設けられたコイルばねである。
ところで、二次転写ローラー37を、第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cを介して駆動ローラー362から伝達される駆動力で回転駆動させる場合には、シートが二次転写位置P5を通過する際に、二次転写位置P5の回転軸方向362Bにおける第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cが設置された側のニップ圧が回転軸方向362Bにおける第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cが設置されていない側のニップ圧より低くなる。以下、説明の便宜上、駆動ローラー362の回転軸方向362Bにおける第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cが設置された側を、「ギヤ設置側」と称する。また、回転軸方向362Bにおける第1ギヤ362C及び第2ギヤ37Cが設置されていない側を、「非設置側」と称する。
具体的に、シートが二次転写位置P5を通過する際にシートと二次転写ローラー37との間に生じる摩擦等により、二次転写ローラー37の回転負荷が大きくなる。一方、図5に示すように、第1ギヤ362Cから第2ギヤ37Cへと回転駆動力が伝達される際に、噛合部P6において第2ギヤ37Cの歯にかかる力F1には、第2ギヤ37Cを第1ギヤ362Cから離間させる方向に働く力の成分が含まれている。そのため、前記回転負荷が大きくなり、第1ギヤ362Cから第2ギヤ37Cにかかる力F1が大きくなった場合には、噛合部P6において第2ギヤ37Cを第1ギヤ362Cから離間させる方向に働く力も大きくなる。そのため、二次転写位置P5の回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側においてニップ圧が低下する。特に、シートが厚紙である場合には、普通紙と比べてニップ圧の低下の度合いが大きくなり、二次転写位置P5の回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側においてニップ圧不足による転写性低下の不具合が生じる。
そこで、画像形成装置10では、二次転写ローラー37が、中間転写ベルト361の表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に対する接触圧力が表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側に対する接触圧力より強い状態で、表層部361Bに接触されている。
具体的に、第2付勢部材37Eは、第1付勢部材37Dより弱い力で、軸受け37Bを付勢する。例えば、第1付勢部材37D及び第2付勢部材37Eの付勢力は、二次転写位置P5を厚紙が通過する際の、二次転写位置P5の回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側でのニップ圧の低下度合いに応じて、適宜の値に設定される。これにより、二次転写位置P5を厚紙が通過する際のニップ圧不足による転写性低下の不具合を解消可能である。
なお、二次転写ローラー37を、中間転写ベルト361の表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に対する接触圧力が表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側に対する接触圧力より強い状態で表層部361Bに接触させる方法は、上述した方法に限られない。例えば、二次転写ローラー37を、回転軸37Aが駆動ローラー362の回転軸362Aに対して傾いた状態で配置することで、表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に対する接触圧力を表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側に対する接触圧力より強くすることが可能である。また、回転軸37Aの回転軸方向の両端部においてローラー径が異なる二次転写ローラー37を用いることで、表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に対する接触圧力を表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側に対する接触圧力より強くすることが可能である。
次に、図6を参照しつつ、中間転写ベルト361の表層部361Bの形成方法について説明する。ここで、図6は図3におけるV−V矢視断面図である。
画像形成装置10では、中間転写ベルト361の表層部361Bがリングコート法により形成されている。ここで、リングコート法とは、リング状の塗膜装置又は対象物を鉛直方向に移動させて、前記塗膜装置の内周側から送出されるコート材料を前記対象物の表面に塗布する手法である。中間転写ベルト361の表層部361Bの形成方法にリングコート法を用いることで、スプレーコート法、ブレードコート法等の他の手法を用いる場合と比較して、中間転写ベルト361の生産性を向上させることが可能である。なお、リングコート法に替えて、中間転写ベルト361の表層部361Bの形成方法にディッピング法が用いられてもよい。この場合にも、他の手法を用いる場合と比較して、中間転写ベルト361の生産性を向上させることが可能である。
中間転写ベルト361の表層部361Bがリングコート法又はディッピング法により形成される場合には、中間転写ベルト361の表層部361Bは、図6に示すように、中間転写ベルト361の幅方向361Cにおける第1端部361Dが第2端部361Eより厚く形成される。なお、中間転写ベルト361の表層部361Bの形状は、図6に示すように、第1端部361Dが膨れた形状のものに限られない。例えば、中間転写ベルト361の表層部361Bの形状は、第1端部361Dから第2端部361Eに向けて直線的に傾斜した形状であってもよい。
なお、中間転写ベルト361の表層部361Bは、マルテンス硬度100N/mm以上350N/mm以下の前記熱硬化性樹脂で形成されることが望ましい。即ち、中間転写ベルト361の表層部361Bがマルテンス硬度100N/mm未満の前記熱硬化性樹脂で形成される場合には、十分なトナー離型性が得られず、シートへのトナー像の転写効率が低下する。また、中間転写ベルト361の表層部361Bがマルテンス硬度350N/mmを超える前記熱硬化性樹脂で形成される場合には、ディッピング法又はリングコート法によるコーティングが困難となる。
ところで、二次転写ローラー37が、中間転写ベルト361の表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に対する接触圧力が表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側に対する接触圧力より強い状態で、表層部361Bに接触されて設けられる場合には、以下の問題が生じる。具体的に、普通紙が二次転写位置P5を通過する際に二次転写位置P5の回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側でのニップ圧が回転軸方向362Bにおける非設置側でのニップ圧より強くなり、表層部361Bの回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側において普通紙との摩擦による摩耗が表層部361Bの回転軸方向362Bにおける非設置側より進行する。
一方、中間転写ベルト361の表層部361Bがディッピング法又はリングコート法により形成される場合、上述したように中間転写ベルト361の幅方向361Cにおける一方側の第1端部361Dの表層部361Bの層厚が幅方向361Cにおける他方側の第2端部361Eの表層部361Bの層厚より厚くなる。そのため、中間転写ベルト361の第2端部361Eにおいて表層部361Bの摩耗が第1端部361Dより進行して、中間転写ベルト361の耐用期間が短縮することがある。
具体的に、中間転写ベルト361が、中間転写ベルト361の第2端部361Eが回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に位置し、第1端部361Dが回転軸方向362Bにおける非設置側に位置するように配置される場合に、第2端部361Eにおいて表層部361Bの摩耗が第1端部361Dより進行する。そのため、中間転写ベルト361の第1端部361D又は第2端部361Eを回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側及び非設置側のいずれにも配置可能な画像形成装置において、中間転写ベルト361の組み付け時に回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側及び非設置側と第1端部361D及び第2端部361Eとの位置関係が意識されない場合には、個々の前記画像形成装置ごとに中間転写ベルト361の耐用期間にバラつきが生じる。
これに対し、本発明に係る画像形成装置10では、図7に示すように、中間転写ベルト361が、中間転写ベルト361の第2端部361Eが回転軸方向362Bにおける非設置側に位置し、第1端部361Dが回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に位置するように配置されている。なお、図7は、中間転写ベルト361の第1端部361D及び第2端部361Eと回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側及び非設置側との位置関係を説明するために、図4の駆動ローラー362、中間転写ベルト361、及び二次転写ローラー37を離間させて配置した図である。
これにより、回転軸方向362Bにおける非設置側に第2端部361Eが配置され、普通紙が二次転写位置P5を通過する際にニップ圧が強くなる回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に第2端部361Eより層厚が厚い第1端部361Dが配置される。即ち、摩耗による耐久性が第2端部361Eより高い第1端部361Dが、回転軸方向362Bにおける非設置側より表層部361Bの摩耗が進行する回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に配置される。そのため、中間転写ベルト361の耐用期間が長期化される。また、個々の画像形成装置10ごとに、中間転写ベルト361の耐用期間にバラつきが生じることが抑制される。
[実施例]
画像形成装置10において、中間転写ベルト361の幅方向361Cにおける両端部での表層部361Bの摩耗量を調査する実験を行った。実験結果を図8に示す。なお、前記実験は、画像形成装置10を用いて80gの普通紙を20万枚連続して印刷し、印刷後の中間転写ベルト361の表層部361Bの層厚を確認する方法により行った。また、前記実験では、ポリイミド系樹脂を主成分とするマルテンス硬度180N/mm程度の前記熱硬化性樹脂で形成された表層部361Bを有する中間転写ベルト361、及びアクリル系樹脂を主成分とするマルテンス硬度250N/mm程度の前記熱硬化性樹脂で形成された表層部361Bを有する中間転写ベルト361を用いた。また、前記実験時における画像形成装置10の仕様は以下の通りである。
中間転写ベルト361の基材層部361A:ナイロン系樹脂を主成分とするヤング率1500MPa程度の前記熱可塑性樹脂で形成
駆動ローラー362:アルミ三ツ矢管(表層EPDM導電性ゴム、層厚1.0mm)、外径21mm
二次転写ローラー37:エピクロルヒドリンゴム製、硬度アスカーC38°±5°、外径21mm(内径10mm)
第1付勢部材37Dによる付勢力:20±1N
第2付勢部材37Eによる付勢力:15±1N
図8に示す実験結果から、中間転写ベルト361の表層部361Bがポリイミド系樹脂を主成分とする前記熱硬化性樹脂で形成される場合には、中間転写ベルト361の表層部361Bは、回転軸方向362Bにおける非設置側に配置された端部側で2.5μm、回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に配置された端部側で4.0μm摩耗することが判明した。また、中間転写ベルト361の表層部361Bがアクリル系樹脂を主成分とする前記熱硬化性樹脂で形成される場合には、中間転写ベルト361の表層部361Bは、回転軸方向362Bにおける非設置側に配置された端部側で0.1μm、回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に配置された端部側で0.2μm摩耗することが判明した。
以上の実験結果から、中間転写ベルト361の表層部361Bがディッピング法又はリングコート法により形成される場合には、中間転写ベルト361の画像形成装置10への組み付け時において、中間転写ベルト361の第2端部361Eが回転軸方向362Bにおける非設置側に位置し、第2端部361Eより表層部361Bの層厚が厚い第1端部361Dが回転軸方向362Bにおけるギヤ設置側に位置するように配置することで、中間転写ベルト361の耐用期間が長期化することが明らかとなった。
[他の実施形態]
なお、本発明は、画像形成装置10のような、中間転写ベルト361を用いた間接転写方式の画像形成装置に限らず、感光体ドラム311の感光層部311Bの表面に形成されたトナー像をシートに直接転写する直接転写方式の画像形成装置に適用されてもよい。具体的に、直接転写方式の画像形成装置において、感光体ドラム311の感光層部311Bがディッピング法又はリングコート法により形成されており、感光体ドラム311の感光層部311Bに支持されたトナー像を感光層部311Bとの間で形成されるニップ部を通過するシートに転写する転写ローラーが感光体ドラム311から駆動力を受けて回転する場合には、本発明を適用可能である。この場合、感光体ドラム311の回転軸及び基体部311Aが、本発明における駆動ローラーの他の一例である。また、感光層部311Bが、本発明における表層部及び像搬送部の他の一例である。
1 :ADF
2 :画像読取部
3 :画像形成部
31〜34:画像形成ユニット
311〜341:感光体ドラム
314〜344:一次転写ローラー
35A〜35B:光走査装置
36:中間転写装置
361:中間転写ベルト
361A:基材層部
361B:表層部
362:駆動ローラー
362C:第1ギヤ
37:二次転写ローラー
37C:第2ギヤ
37D:第1付勢部材
37E:第2付勢部材
38:定着装置
39:排紙トレイ
4 :給紙部
5 :操作表示部
10:画像形成装置

Claims (5)

  1. 駆動力を受けて回転する駆動ローラーと、
    トナー像が支持される表層部を有し、前記表層部において前記駆動ローラーの回転軸方向の一方側の第1端部の層厚が前記回転軸方向の他方側の第2端部の層厚より厚く形成され、前記駆動ローラーによって予め定められた方向へ搬送される像搬送部と、
    前記像搬送部の前記表層部を挟んで前記駆動ローラーと対向する位置に設けられ、前記表層部の前記第1端部側に対する接触圧力が前記第2端部側に対する接触圧力より強い状態で前記表層部に接触され、前記表層部に支持された前記トナー像を前記表層部との間で形成されるニップ部を通過する被転写体に転写する転写ローラーと、
    前記駆動ローラーの前記第1端部側に設けられ、前記駆動ローラーから伝達される回転駆動力を受ける第1ギヤと、
    前記転写ローラーの前記第1端部側に設けられ、前記第1ギヤを介して伝達される前記回転駆動力を前記転写ローラーに伝達する第2ギヤと、
    前記転写ローラーの前記第1端部側の回転軸の軸受けを前記駆動ローラーに向けて付勢する第1付勢部材と、
    前記転写ローラーの前記第2端部側の回転軸の軸受けを前記第1付勢部材より弱い力で前記駆動ローラーに向けて付勢する第2付勢部材と、
    を備え、
    前記第1付勢部材付勢力は、前記被転写体のうち厚紙が前記ニップ部を通過する際に前記第1ギヤと前記第2ギヤとの噛合部において前記第1ギヤから前記第2ギヤにかかる前記第2ギヤを前記第1ギヤから離間させる方向の力による前記ニップ部における前記第1端部側でのニップ圧の低下を解消可能なように前記第2付勢部材の付勢力よりも強く設定されている画像形成装置。
  2. トナー像を担持する一又は複数の像担持体を更に備え、
    前記像搬送部は、一又は複数の前記像担持体から前記トナー像が転写される中間転写体である請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記中間転写体は無端状のベルト部材である請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記中間転写体は、熱可塑性樹脂で形成された基材層部、及び熱硬化性樹脂で形成された前記表層部を有する請求項2又は3に記載の画像形成装置。
  5. 前記表層部は、ディッピング法又はリングコート法により形成されている請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
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