KR20090104635A - 화상 형성 장치용 벨트, 벨트 스트레칭 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벨트 본체와, 상기 벨트 본체의 적어도 한쪽의 측테두리(side edge)를 따라 상기 벨트 본체에 고정된 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 슬릿에 설치된 위치 검출용 피검지부를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

벨트 본체, 피검지부, 가이드 부재, 감광체 드럼, 중간 전사 벨트

Description

화상 형성 장치용 벨트, 벨트 스트레칭 장치 및 화상 형성 장치{IMAGE FORMING APPARATUS BELT, BELT STRETCHING DEVICE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은 화상 형성 장치용 벨트, 벨트 스트레칭 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

전자사진 방식을 이용한 화상 형성 장치로서는, 예를 들면 중간 전사 벨트를 사용한 중간 전사 방식의 컬러 화상 형성 장치가 있다. 이것은 전자사진 프로세스 등에 의해 토너상이 형성되는 상유지체(예를 들면, 감광체 드럼)의 전사부에 접촉하여 회전하도록, 중간 전사 벨트를 복수의 벨트 지지롤 사이에 팽팽하게 걸쳐서 배설(配設)한 것이며, 그 상유지체 위에 형성되는 복수의 토너상을 일단 중간 전사 벨트와 같은 위치에 겹쳐지도록 일차 전사한 후, 그 중간 전사 벨트 위에 전사된 토너상을 용지에 일괄하여 2차 전사하는 것이다. 그리고, 용지 위에 2차 전사된 다색의 토너상은, 그 후 정착 장치에 의해 정착되어 컬러 화상이 된다.

이밖에, 별도의 벨트를 구비한 화상 형성 장치로서, 용지를 지지하여 복수의 화상 형성 유닛의 전사부를 통과시키도록 반송하는 용지 반송 벨트를 사용한, 소위 해 경과했다, 소위 탠덤(tandem) 타입의 컬러 화상 형성 장치도 있다. 이것은 각 색 성분의 토너상을 개별적으로 형성하기 위한 화상 형성 유닛을 복수개 나열하여 배치하고, 그 각 화상 형성 유닛의 전사부에 접촉하여 회전하도록 용지 반송 벨트를 복수의 벨트 지지 롤 사이에 팽팽하게 걸쳐서 배설한 것이며, 그 용지 반송 벨트에 흡착되어 지지된 용지를 각 화상 형성 유닛의 전사부를 통과시키도록 반송함으로써, 각 화상 형성 유닛에서 형성되는 각 토너상을 같은 용지에 순차적으로 겹쳐지게 전사하고, 최후에 정착시켜서 컬러 화상으로 하는 것이다.

이러한 중간 전사 벨트 또는 용지 반송 벨트를 구비한 화상 형성 장치에서는, 화상이 정확하게 겹쳐지게 하기 위해서는 고밀도의 위치 제어가 불가결하다. 종래부터, 벨트의 위치 제어는 벨트의 특정 위치를 센서로 감지함으로써 행하여지고 있다.

특허문헌 1에서는 중간 전사 벨트를 갖는 화상 형성 장치가 개시되어 있고, 이 중간 전사 벨트의 길이 방향에 따른 비화상부에 1차 전사 위치를 결정하는 복수의 기준 마크를 일정 간격을 두고 설치하고, 기준 마크의 검지에 의거하여 감광체에 형성된 토너상을 중간 전사 벨트에 1차 전사하고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 공개 특허평 11-15297호 공보.

점착제나 접착제를 이용해서 피검지부가 벨트 본체로부터 돌출하도록 설치하는 경우, 피검지부와 다른 부재가 접촉하기 때문에, 토너의 부착이나 다른 부재와의 접촉에 의해 더러워지거나, 마모에 의해 검출 정밀도가 저하한다. 피검지부를 덮는 보호층을 설치했을 경우도 마찬가지다.

본 발명은 피검지부가 돌출하는 경우에 비하여, 위치 검지 정밀도를 유지할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<1> 본 발명은 벨트 본체와, 상기 벨트 본체의 적어도 한쪽의 측테두리를 따라 상기 벨트 본체에 고정된 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 슬릿에 설치된 위치 검출용의 피검지부를 갖는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<2> 본 발명은 상기 가이드 부재 표면의 반사율과 상기 피검지부 표면의 반사율이 다른 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<3> 본 발명은 상기 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 큰 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<4> 본 발명은 상기 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 작은 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<5> 본 발명은 상기 슬릿 자체가 위치 검출용의 피검지부인 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<6> 본 발명은 상기 슬릿에 피검지부로서의 부재를 갖고 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다 .

<7> 본 발명은 상기 피검지부로서의 부재의 두께가 상기 가이드 부재의 두께와 동등 이하인 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<8> 본 발명은 상기 피검지부로서의 부재의 두께가 상기 가이드 부재보다도 작은 두께를 갖는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<9> 본 발명은 상기 슬릿이 가이드 부재가 완전히 끊어진 부분인 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<10> 본 발명은 상기 벨트 본체는 카본 블랙을 포함하고, 상기 가이드 부재는 티탄 화이트를 포함하는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<11> 본 발명은 상기 벨트 본체는 카본 블랙을 포함하고, 상기 가이드 부재는 카본 블랙을 포함하며, 상기 피검지부로서의 부재는 직사각형의 백색 판 또는 광반사 부재인 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<12> 본 발명은 상기 광반사 부재가 (A) 은, 금, 또는 알루미늄의 금속판, (B) 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름 상에 증착 또는 라미네이트한 은, 금, 또는 알루미늄을 함유하는 판, 및 (C) 은, 금, 또는 알루미늄의 금속 분말을 포함하는 플라스틱 필름을 함유하는 판으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종을 구비하는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<13> 본 발명은 상기 피검지부를 덮는 보호층을 더 함유하는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<14> 본 발명은 상기 보호층이 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PP(폴리프로필렌), 폴리이미드, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 아크릴수지, 및 투명세라믹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종을 함유하는 화상 형성 장치용 벨트를 제공한다.

<15> 본 발명은 상기 <1>에 기재된 화상 형성 장치용 벨트와, 상기 화상 형성 장치용 벨트를 내측으로부터 팽팽하게 걸쳐서 지지하는 복수의 롤을 구비하는 벨트 스트레칭 장치를 제공한다.

<16> 본 발명은 상기 <1>에 기재된 화상 형성 장치용 벨트를 구비한 화상 형성 장치를 제공한다.

상기 <1>에 기재된 발명에 의하면, 피검지부가 돌출하는 경우에 비하여, 위치 검지 정밀도를 유지할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <2>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <3>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <4>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있 다.

상기 <5>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <6>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <7>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부로서의 부재와 다른 부재와의 비접촉 상태를 유지할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <8>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부로서의 부재와 다른 부재와의 비접촉 상태를 유지할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <9>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <10>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <11>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간 편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <12>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검출부를 검출할 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <13>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검지부에 표면 스크레치의 발생이나 오염의 부착을 방지할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <14>에 기재된 발명에 의하면, 본 구성을 갖지 않을 경우에 비하여, 간편한 방식으로 피검지부에 표면 스크레치의 발생이나 오염의 부착을 방지할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있는 화상 형성 장치용 벨트를 제공할 수 있다.

상기 <15>에 기재된 발명에 의하면, 피검지부가 돌출하는 화상 형성 장치용 벨트를 이용할 경우에 비하여, 위치 검지 정밀도를 유지할 수 있는 벨트 스트레칭 장치를 제공할 수 있다.

상기 <16>에 기재된 발명에 의하면, 피검지부가 돌출하는 화상 형성 장치용 벨트를 이용할 경우에 비하여, 어긋남이 적은 화상을 형성할 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트는, 벨트 본체와, 상기 벨트 본체의 적어도 한쪽의 측테두리를 따라 상기 벨트 본체에 접착된 가이드 부재와, 상기 가이드 부재의 슬릿에 설치된 위치 검출용 피검지부를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트에 대하여 설명한다.

(화상 형성 장치용 벨트)

본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트(이하, 단지 「벨트」라고도 함)는, 화상 형성을 위해 이용되는 환 형상의 무단 형상 벨트라면 특별히 한정되지 않으며, 감광용, 중간 전사용, 전사 분리용, 용지 반송용, 대전용, 정착용, 현상용 등의 어느 용도에 이용되는 벨트라도 좋다. 이들 중에서도, 높은 위치 정밀도가 요구되는 중간 전사용 벨트 또는 용지 반송용 벨트로서 특히 적합하게 사용할 수 있다.

도면을 참조해서 본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트를 이하에 설명한다.

도 1은 본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트의 일 실시예를 나타내는 사시도이며, 그 일부를 단면도로 표시하고 있다. 도 2는 도 1에서, 화살표 A의 방향에서 본 화상 형성 장치용 벨트의 부분 확대 사시도이며, 피검지부의 상세를 나타내고 있다. 도 3은 화상 형성 장치용 벨트에 설치된 피검지부를 광학적으로 검출하는 일례의 개념적인 단면도이다.

도 1에서, 화상 형성 장치용 벨트(1)는 무단(無端) 형상의 벨트 본체(2)와, 이 벨트 본체(2) 한쪽의 측테두리를 따라 상기 벨트 본체에 고정된 가이드 부재(3)를 갖고 있다. 이 가이드 부재(3)에는 적어도 하나의 슬릿(4)이 설치되고, 이 슬릿(4) 자체를 위치 검출용의 피검지부로 하던지, 또는 이 슬릿에 피검지로서의 부재를 가지고 있다.

벨트 본체의 외주면(외측면)은, 그 폭방향의 중앙 영역이 화상 형성을 위해 사용된다. 벨트 본체 외주면의 폭방향 양측에 위치하는, 화상 형성을 위해 사용되지 않는 영역 및 대향하는 내주면(내측면)의 영역은, 벨트 본체의 측테두리의 영역이며, 가이드 부재가 벨트 본체의 사행(蛇行) 방지를 위해 고정된다.

가이드 부재는 벨트 본체의 외측면과 내측면 중 어느 하나에 형성되어도 좋다. 도 1에 도시한 바와 같이, 벨트 본체(2)의 내측면에 가이드 부재(3)가 설치되어 있는 것이 바람직하지만, 벨트(1)의 적용되는 용도에 따라 가이드 부재(3)가 벨트 본체(2)의 외측면에 설치되어 있어도 좋다. 또한, 가이드 부재는 벨트 본체 폭방향의 한쪽 또는 양쪽에 둘레 방향으로 연장 설치되어 고정된다. 가이드 부재(3)는 벨트 본체(2)의 폭방향 단부(端部)를 따라 설치하는 것이 바람직하다.

이 가이드 부재(3)는 접착부를 통하여 벨트 본체(2)에 고정되어 있는 것이 바람직하지만, 접착부를 통하지 않고 직접 고정되어 있어도 좋다.

벨트 본체(2)의 둘레 방향의 회전 위치를 검지하기 위해서 위치 검출용의 피검지부(이하, 단지 「피검지부」라고도 함)가, 가이드 부재(3)의 슬릿(4)에 적어도 1개 배치되어 있다. 그 구체적인 형태에 대해서 이하에 설명한다.

<가이드 부재와 슬릿>

가이드 부재의 형상을, 이하 벨트 본체가 A3 사이즈의 화상을 재현하는 화상 영역을 갖는 경우에 대하여 설명한다. 가이드 부재의 폭은 특별히 한정되지 않지만, 사행 방지 효과, 내구성 등의 점으로부터 1∼10㎜가 바람직하고, 4∼7㎜가 더 바람직하다. 가이드 부재의 두께도 특별히 제한되지 않지만, 사행 방지 효과나 내구성 등의 관점으로부터 0.5∼5㎜가 바람직하며, 특히 1∼2㎜가 바람직하다. 가이 드 부재는 슬릿 부분을 제외하고 벨트 본체의 둘레 방향 전체 길이에 설치된다.

본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트에서, 가이드 부재(3)는 적어도 1개의 슬릿(4)을 갖는다. 이 슬릿은 가이드 부재의 대향하는 끝면(end surface) 사이의 간극으로 형성된다. 가이드 부재의 끝면은 가이드 부재의 길이 방향으로 수직한 것이 바람직하다. 이 슬릿은 가이드 부재의 둘레 방향으로 1개 이상 설치되면 되고, 복수의 슬릿을 설치할 수도 있지만, 1개의 슬릿을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 2개 이상의 슬릿을 가이드 부재에 설치하는 경우는, 이들을 동일한 간격으로 설치하는 것이 바람직하다.

슬릿의 크기는 벨트의 크기에 맞춰 적당히 선택할 수 있다. 예를 들면, 벨트 본체가 A3 사이즈의 화상을 재현하는 화상 영역을 갖는 경우에는, 피검지부의 둘레 방향의 길이는 0.1∼6㎜인 것이 바람직하고, 0.3∼3㎜인 것이 더 바람직하다. 슬릿의 폭은 가이드 부재의 폭과 같다.

슬릿은 가이드 부재가 완전히 끊어진 부분인 것이 바람직하고, 연속한 가이드 부재에 설치된 오목 형상의 부분을 의미하지 않는다. 슬릿의 영역에서, 가이드 부재 단부의 단면(斷面) 형상은, 벨트 본체에 대하여 수직하게 잘려 있는 경우가 바람직하지만, 벨트 본체와의 사이에 경사를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 가이드 부재의 끝면이 벨트 본체와 45°이상 90°미만의 각도를 갖고 있는 것이 바람직하다.

가이드 부재의 사이에 피검지부로서의 부재를 고정하는 경우, 그 두께는 가이드 부재의 두께와 동등 이하인 것이 바람직하고, 가이드 부재보다도 작은 두께를 갖는 것이 더 바람직하며, 가이드 부재 두께의 1/10∼2/3인 것이 다른 부재와의 비접촉인 상태를 유지하기 위해서 특히 바람직하다. 또한, 피검지부의 두께는, 점착제 및/또는 접착제를 통하여 슬릿에 고정되는 경우, 상기 점착제 및/또는 접착제의 두께도 포함하는 것으로 한다. 또한, 피검지부가 광투과성 수지로 덮여 있는 경우에는, 이 광투과성 수지의 두께도 포함하는 두께를 의미한다.

<피검지부>

피검지부는 가이드 부재의 1개 이상의 슬릿의 모든 개소(箇所)에 설치될 수 있다.

벨트 본체와 가이드 부재의 물리적 특성이 다른 경우에는, 벨트 본체가 노출된 슬릿 부분 자체가 피검지부로 될 수 있고, 표면 반사율이 다른 경우를 예시할 수 있다.

가이드 부재의 슬릿 부분에, 가이드 부재와는 다른 물리적 성질을 갖는 부재를 피검출부로 하여 벨트 본체에 고정하여도 좋다. 피검지부에 별도의 부재를 고정할 경우, 그 형상은 특별히 한정되지 않으며, 정방형, 장방형 등의 사각형 외에, 원, 타원 등의 형상을 적당히 선택할 수 있다.

피검지부는 검출 센서가 검지 가능한 한, 검지하는 물리적 특성은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트에서는, 슬릿의 양단 위치 또는 피검출부를 비접촉으로 검출하는 것이 바람직하며, 피검지부를 광학적으로 검지하는 것이 더 바람직하다. 또한, 피검지부로서 고정된 IC칩을 비접촉으로 전자적으로 검출하는 것도 바람직하다.

본 실시예에서, 피검지부를 레이저광선 등에 의해 비접촉으로 검지하는 형태로서는, 피검지부를 반사율의 차이, 또는 굴절율의 차이에 의거하여 광학적으로 검지하는 것이 포함된다.

본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트의 일 실시예에서, 가이드 부재 표면의 반사율과 피검지부 표면의 반사율이 다른 경우를 들 수 있다. 구체적으로는, 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 큰 경우와, 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 작은 경우로 대별할 수 있다. 모두 피검지부와 가이드 부재의 경계 위치를 검지할 수 있다.

도 2에 도시한 광학적인 피검지부의 2 형태에 대하여 설명한다.

도 2의 (a)를 참조하면, 벨트 본체(12)에는 예를 들면 카본 블랙이 배합되어 검은색을 나타내고 있고, 벨트 본체(12)의 내측면에 접착된 가이드 부재(13)에는 예를 들면 백색 안료인 티탄 화이트가 배합되어 흰색을 나타내고 있다. 가이드 부재의 슬릿(14)의 양단 위치를, 가이드 부재의 위치에서 둘레 방향의 반사율의 상위(相違)에 의거하여 검출할 수 있다.

또한, 도 2의 (b)에서, 벨트 본체(12)는 예를 들면 카본 블랙이 배합되어 검은색을 나타내고, 벨트 본체(12)의 내측면의 측테두리에 고정된 가이드 부재(15)에도 예를 들면 카본 블랙이 배합되어 검은색을 나타내고 있다. 가이드 부재의 슬릿에는 직사각형의 백색판 또는 광반사 부재가 피검지부(17)로서 고정되고 있고, 가이드 부재의 위치에서 둘레 방향으로 반사율을 검출하면, 피검지부의 위치를 광학적으로 검출할 수 있다.

가이드 부재의 슬릿에 설치하는 피검지부로서, 광반사 부재를 사용하는 것이 바람직하다. 광반사 부재로서는 은, 금, 알루미늄 등의 금속판, 또는 이들 금속을 플라스틱 필름 등의 지지체 위에 증착 또는 라미네이트한 판, 이들 금속을 금속 분말로서 플라스틱 필름 중에 함유하는 판 등을 예시할 수 있고, 알루미늄(증착) 플라스틱판이 바람직하다.

광반사성의 피검지부는 가이드 부재의 슬릿에서, 벨트 본체에 상기의 광반사 부재를 고정함으로써 형성할 수 있다.

광반사 부재를 사용하는 경우, 그 반사율은 높을수록 바람직하고, 검출부에서 사용하는 광선에 대하여 50％ 이상의 광반사율을 갖는 것이 바람직하며, 80％ 이상의 광반사율을 갖는 것이 더 바람직하다. 반사율이 상기 범위 내이면, 높은 검출 감도를 얻을 수 있다.

가이드 부재의 슬릿에 피검지부를 배치하는 방법은 임의이며, 피검지부를 점착제 및/또는 접착제를 통하여 벨트 본체에 고정하여도 좋고, 또는 금속판 등의 피검지부를 직접 벨트 본체에 고정하여도 좋다. 점착제 및/또는 접착제를 통하지 않고 배치되어 있으면, 피검지부의 박리가 발생하기 어려워 내구성이 향상되므로 바람직하다.

피검지부를 점착제 및/또는 접착제를 통하지 않고 직접 벨트 본체에 고정하여도 좋다.

본 발명의 화상 형성용 벨트에서, 가이드 부재의 굴절율이 피검지부 부재의 굴절율과 다른 것도 다른 바람직한 형태이다. 구체적으로, 가이드 부재의 굴절율 이 상기 피검지부의 굴절율보다도 큰 경우와, 가이드 부재의 굴절율이 피검출부의 굴절율보다도 작은 경우로 대별할 수 있다. 또한, 투명한 가이드 부재의 슬릿에 이 가이드 부재의 굴절율보다도 큰 굴절율을 갖는 피검지부를 설치하여 광학적으로 검출하는 것도 바람직하다.

피검지부를 보호층으로 덮는 것도 바람직하다. 광학적인 검출 방법을 채용하는 경우에는, 광투과성 수지로 이루어지는 보호층으로 덮음으로써, 피검지부에 표면 스크레치의 발생이나 오염의 부착을 방지할 수 있고, 내구성이 향상되므로 바람직하다.

광투과성 수지의 재료로서는, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PP(폴리프로필렌), 폴리이미드, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 아크릴수지, 투명세라믹 등을 예시할 수 있다.

또한, 광투과성 수지를 피복하는 방법으로서는, 스프레이 코팅, 도포법, 테이프 형상의 광투과성 수지를 부착하는 방법 등을 들 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.

광투과성 수지로 이루어지는 보호층의 두께는 임의로 선택할 수 있지만, 3∼100㎛인 것이 바람직하고, 10∼50㎛인 것이 더 바람직하다.

<벨트 본체>

벨트 본체의 재질로서는, 영률(Young's modulus) 2,000MPa 이상의 수지 재료가 바람직하게 이용된다. 영률 2,000MPa 이상의 합성 수지 재료를 이용함으로써, 외부로부터의 응력에 의한 변형이 억제된다. 또한, 벨트 본체의 영률은 크면 클수 록 좋지만, 실용상은 8,000MPa 이하이며, 6,000MPa 이하인 것이 바람직하다. 벨트 본체의 영률은 사용하는 합성 수지 재료의 화학 구조를 선택하는 것으로, 상기 범위로 제어할 수 있고, 방향환 구조를 포함하는 수지만큼 영률이 높아진다.

또한, 영률은 JIS K7127에 의거하여 인장 시험을 행하고, 얻어진 응력·왜곡선의 초기 왜곡 영역의 곡선에 접선을 그려서, 그 기울기에 의해 구한다.

벨트 본체(12)의 재질로서는, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다. 또한, 벨트 본체는 환 형상이면, 이음새가 있어도 없어도 좋다. 벨트 본체의 두께는 통상 0.02∼0.2㎜ 정도가 바람직하다. 본 실시예의 벨트가 특히 중간 전사 벨트 또는 용지 반송 벨트로서 이용되는 경우, 벨트 본체로서는 카본 블랙 등의 도전제를 첨가한 폴리이미드계 수지나 같은 도전제를 함유하는 폴리아미드이미드계 수지를 이용한 반도전성 벨트가 바람직하게 사용된다. 여기에서, 「반도전성」이란, 후술하는 표면 저항율 및 체적 저항율이 하기의 특정 수치 범위를 갖는 것을 의미한다.

도전제를 함유하는 폴리이미드계 수지 또는 폴리아미드이미드계 수지를 이용한 벨트 본체의 제작은, 예를 들면 원통체의 외면에 도전제를 함유하는 폴리아미드이미드 용액을 도포하여 건조·소성하고, 폴리아미드이미드 수지 피막을 원통체로부터 박리하는 등, 공지의 방법으로 행할 수 있다.

본 실시예의 벨트를 중간 전사 벨트나 용지 반송 벨트로서 이용하는 경우, 1×10⁹Ω/□∼1×10¹⁴Ω/□의 범위로 표면 저항율을, 1×10⁸Ωcm∼1×10¹³Ωcm의 범위 로 체적 저항율을 제어하는 것이 바람직하고, 그 때문에 필요에 따라 도전제(도전성 필러)를 첨가할 수 있다. 이러한 도전제로서, 케첸 블랙(ketchen black), 아세틸렌 블랙 등의 카본 블랙, 그라파이트, 알루미늄, 니켈, 구리 합금 등의 금속 또는 합금, 산화주석, 산화아연, 티탄산칼륨, 산화주석-산화인듐 또는 산화주석―산화안티몬 복합 산화물 등의 금속 산화물, 또는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리설폰, 폴리아세틸렌 등의 도전성 폴리머 등이 적합하게 사용될 수 있다. 이들 도전성 필러는 단독으로 사용하여도 좋고, 또는 2종 이상을 병용하여도 좋다. 그 중에서도, 도전성 필러로서는 가격 면에서 카본 블랙이 적합하다. 또한, 필요에 따라 분산제, 윤활제 등의 가공조제를 첨가할 수 있다.

여기에서, 표면 저항율은 (주)다이아 인스트루먼트제의 Hi-Rester UPMCP-450형 UR Probe를 사용하여, 22℃, 55％ RH의 환경하에서 측정하고, JIS K 6911에 따라 측정한다. 벨트의 24점(폭방향 3개소×둘레방향 8개소)을 측정하고, 그 평균값을 벨트의 표면 저항율로 한다.

벨트 본체는 상술한 바와 같은 유연성이 있는 재료로 구성되어 있을 필요가 있고, 강성을 갖는 열가소성 수지나 합성 고무가 바람직하게 사용된다. 또한, 벨트 본체의 내구성이라는 관점으로부터 열화나 변질되기 어려운 폴리이미드 수지나 폴리아미드이미드 수지를 주성분으로 하는 것이 바람직하다.

벨트 본체의 제조예를 예시하면, 용제 가용형의 폴리아미드이미드 수지 (Toyobo(주) 제품 : Pyromax HR16NN 등) 또는 폴리이미드 수지(Ube Industries제 Euvarnish S 등)로, 도전제로서 카본 블랙을 수지 성분 100 중량부 당 15∼35 중량 부 첨가하고, 혼합물을 분산하여 얻어지는 도포액을 금속제 금형의 외면에 도포한 후, 소성을 행하여 폴리아미드이미드 수지 또는 폴리이미드 수지의 벨트 본체를 제조한다. 다음으로, 이 벨트 본체를 원통형 금형에 삽입하여 둘러감은 상태에서, 또는 일단 성형 파이프로부터 떼어내서 별도의 2축 롤에 팽팽히 감은 상태에서, 소정의 폭으로 설정한 한쌍의 칼을 꽂아넣어 벨트를 1 회전시킴으로써, 원하는 폭을 갖는 벨트 본체를 제조할 수 있다.

<가이드 부재>

본 실시예에서, 화상 형성 장치용 벨트에는 벨트 본체에 사행 방지용의 가이드 부재가 고정되어 있다.

벨트 본체가 롤에 팽팽히 감겨서, 롤 축방향으로 이동하려고 하는 미는 힘(pushing force)이 발생하면, 그 미는 힘에 대항하여 발생하는 같은 강도의 반력(응력)이 가이드 부재에 직접 걸리게 된다. 이 응력을 가이드 부재 자체에서 어느 정도 분산 흡수할 수 있다는 관점으로부터, 가이드 부재는 듀로미터(durometer) 경도가 A60∼A90 범위내의 탄성 부재인 것이 바람직하고, 듀로미터 경도가 A70∼A90 범위내의 탄성 부재인 것이 특히 바람직하다. 듀로미터 경도가 상기의 범위 내에 있으면, 가이드 부재가 지지롤에 올라타거나, 벨트 본체가 벨트 지지롤에 추종하지 않을 수가 없다. 듀로미터 경도는 JIS K6253(1997)에 준거하고, 가이드 부재를 6㎜의 두께로 하여 슬릿이 없는 부분에서 타입 A 듀로미터를 이용해서 측정한다.

상기한 바와 같은 듀로미터 경도를 갖는 탄성 부재의 재질로서는, 폴리우레 탄 수지, 네오프렌(neoprene) 고무, 폴리우레탄 고무, 실리콘 고무, 폴리에스테르엘라스토머, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무 등의 적절한 경도를 갖는 탄성체 등이 사용된다. 이들 중에서도, 전기절연성, 내습성, 내용제, 내오존 및 내열성, 내마모성을 고려하면, 특히 폴리우레탄 고무나 실리콘 고무가 적합하게 이용된다.

상기 가이드 부재의 단면 형상은 벨트의 사용 조건 등에 의해 적당히 정할 수 있지만, 사행 방지 효과를 충분히 얻기 위해서는, 단면 형상을 대략 직사각형으로 하는 것이 바람직하고, 직사각형으로 하는 것이 더 바람직하다. 상술한 바와 같이, 가이드 부재의 폭은 사행 방지 효과, 내구성 등의 관점으로부터, 통상 1∼10㎜가 바람직하고, 특히 4∼7㎜가 바람직하다. 두께는 특별히 제한되지 않지만, 사행 방지 효과나 내구성 등의 관점으로부터, 통상 0.5∼5㎜가 바람직하고, 특히 1∼2㎜가 바람직하다.

<화상 형성용 벨트의 제작>

본 실시예의 벨트 제작 방법에 대하여 설명한다.

벨트 본체의 제작은, 상기한 바와 같이, 예를 들면 원통체의 외면에 용제와, 용제가용형 수지와, 필요에 따라 도전제 등을 혼합한 합성 수지 도포액을 도포하여 건조하고 가열 소성한 후, 수지 피막을 원통체로부터 박리하는 등, 공지의 방법으로 제작할 수 있다.

벨트의 제작은 시트 모양의 벨트 본체와 가이드 부재를 접착하고, 그 후 벨트 본체의 단부 사이를 접착하여 환 형상의 벨트를 제작하여도 좋고, 벨트 본체를 환 형상으로 형성한 후에 가이드 부재를 접착해서 벨트를 제작하여도 좋다. 가이 드 부재는 벨트 본체의 한쪽의 측테두리를 따라서만 설치하여도 좋지만, 더 나은 사행 방지 효과, 내구성 및 보강 효과 등의 관점으로부터, 광폭인 벨트 본체의 경우에는 그 양쪽의 측테두리를 따라 설치하는 것이 더 바람직하다. 가이드 부재의 벨트 본체로의 접착 위치(측테두리로부터의 거리)는 벨트의 용도, 기능, 벨트를 이용하는 장치에 따라 적절하게 설정된다. 가이드 부재는 벨트 본체의 단부를 따라 접착하여도 좋고, 단부로부터 벨트 본체의 중앙 측으로 적당히 들어간 위치에 고정하여도 좋다.

도 1에서는, 벨트(1)는 벨트 본체(2)의 내측면에 가이드 부재(3)가 접착되어 있고, 가이드 부재(3)에는 슬릿(4)이 설치되어 있다.

벨트 본체에 가이드 부재를 접착하기 위해서는, 강성 접착제를 함유하는 감열성 접착 시트를 사용할 수 있다.

도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 가이드 부재(13)의 슬릿(14)은 그대로의 상태라도 좋고, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 가이드 부재(15)의 슬릿에 별도의 피검지부(17)를 고정하여도 좋다.

(벨트 스트레칭 장치)

본 실시예의 벨트 스트레칭 장치는, 화상 형성 장치용 벨트와, 상기 화상 형성 장치용 벨트를 내측으로부터 팽팽하게 걸쳐서 지지하는 복수의 롤을 구비한 것을 특징으로 한다. 각 롤에는 벨트의 가이드 부재를 안내하는 홈을 설치하여도 좋다. 또한, 각 롤의 양측 끝면이 중심축에 대하여 수직인 평면이며, 이 롤 양측의 끝면 외주에서 가이드 부재를 규제하여도 좋다.

본 실시예의 화상 형성용 벨트는 후술하는 화상 형성 장치에서, 복수의 롤에 의해 주회(周回) 가능하게 지지하여 사용할 수 있다. 롤의 수는 2 이상이며, 2∼4인 것이 바람직하다.

화상 형성 장치용 벨트의 외주면은 토너상이 전사되는 용지를 지지하는 용지 지지면, 토너상을 전사하는 중간 전사면, 피접촉 부재를 대전시키는 대전면, 현상제를 지지하는 현상제 지지면 등으로서 기능할 수 있다. 화상 형성 장치용 벨트는 바람직하게는 합성 수지제의 벨트 본체를 갖고, 전자사진식 복사기, 레이저 프린트 등에서의 감광 장치, 중간 전사 장치, 전사 분리 장치, 용지 반송 장치, 대전 장치, 정착 장치, 현상 장치 등에 적합하게 사용할 수 있다. 여기서 벨트 본체는 벨트의 용도, 기능 등에 따라 재질, 형상, 크기 등을 적당히 설정할 수 있다.

(화상 형성 장치)

본 실시예의 화상 형성 장치는, 본 실시예의 벨트를 이용한 화상 형성 장치이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기 벨트는 예를 들면 감광용, 중간 전사용, 전사 분리용, 용지 반송용, 대전용, 정착용, 현상용의 어느 용도에도 사용할 수 있다. 상기 화상 형성 장치의 형태로서는, 현상 장치 내에 단색의 토너만을 수용하는 통상의 모노컬러 화상 형성 장치나, 감광체 드럼 등의 상유지체 상에 유지된 토너상을 중간 전사 벨트의 같은 위치에 순차적으로 1차 전사를 반복하는 컬러 화상 장치, 각 색마다 현상 장치를 구비한 유지체를 중간 전사체 상에 직렬로 배치하고, 복수의 토너상을 같은 용지에 순차적으로 겹치도록 전사하는 탠덤형 컬러 화상 형성 장치 등을 들 수 있다.

이하에, 본 실시예의 화상 형성 장치의 일례로서, 일차 전사를 반복하는 컬러 화상 형성 장치를 나타낸다. 도 4는 본 실시예의 벨트를 중간 전사 벨트로서 구비한 화상 형성 장치를 나타내는 개략도이다.

도 4에 도시한 화상 형성 장치는, 상유지체로서의 감광체 드럼(101), 중간 전사체로서의 중간 전사 벨트(102), 전사 전극인 바이어스 롤(103), 피전사체인 용지를 공급하는 트레이(104), BK(블랙) 토너에 따른 현상 장치(105), Y(옐로) 토너에 따른 현상 장치(106), M(마젠타) 토너에 따른 현상 장치(107), C(시안) 토너에 따른 현상 장치(108), 벨트 클리너(109), 박리 클로(claw)(113), 벨트 지지롤(121, 123, 124), 백업 롤(122), 도전성 롤(125), 전극 롤(126), 클리닝 블레이드(131), 용지(141), 픽업 롤(142), 및 피드 롤(143)을 구비하여 이루어지고, 중간 전사 벨트(102)로서 본 실시예의 벨트가 이용된다.

중간 전사 벨트(102)의 내측면에 구비된 가이드 부재는, 벨트 지지롤(121, 123, 124)의 측테두리부에 맞닿도록 위치하기 때문에, 벨트 주행시, 중간 전사 벨트(102)는 가이드 부재로 안내되며, 중간 전사 벨트(102)는 벨트 주행시의 사행을 일으키지 않는다.

도 4에 도시한 화상 형성 장치에서, 감광체 드럼(101)은 화살표 F방향으로 회전하고, 도시하지 않은 대전 장치로 그 표면이 일정하게 대전된다. 대전된 감광체 드럼(101)에 레이저 기입 장치 등의 화상 기입 수단에 의해 제 1 색(예를 들면 BK)의 정전잠상이 형성된다. 이 정전잠상은 현상 장치(105)에 의해 토너 현상되어 가시화된 토너상(T)이 형성된다. 토너상(T)은 감광체 드럼(101)의 회전으로 도전 성 롤(125)이 배치된 1차 전사부에 이르고, 도전성 롤(125)로부터 토너상(T)에 반대 극성의 전계를 작용시킴으로써, 상기 토너상(T)을 정전기적으로 중간 전사 벨트(102)에 흡착시키면서 중간 전사 벨트(102)의 화살표 G방향의 회전으로 1차 전사된다. 도전성 롤(125)은 도 4에 도시한 바와 같이, 감광체 드럼(101)의 바로 아래에 배치하고 있어도, 감광체 드럼(101)의 바로 아래로부터 벗어난 위치에 배치시켜도 좋다.

이하, 같은 방법으로 제 2색의 토너상, 제 3색의 토너상, 제 4색의 토너상이 순차적으로 형성되고, 벨트에 설치된 피검지부를 도 3에 도시한 바와 같은 검출부로 검출함으로써, 중간 전사 벨트(102)의 같은 위치에 겹쳐지게 하여 다중 토너상이 형성된다. 또한, 이때의 토너는 1성분계의 것이어도 좋고 2성분계의 것이어도 좋다.

다중 토너상을 중간 전사 벨트(102)의 같은 위치에 겹쳐지게 하기 위해서, 중간 전사 벨트의 가이드 부재의 슬릿에 배치한 알루미늄제 반사판 등의 피검지부를 기준 마크로 하여 광학적으로 검출할 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 이 광학적인 검출부(30)에는 발광 수단(33)인 발광 소자와, 이 발광 소자로부터 발광된 광의 반사량에 따라 전압을 출력하는 수광수단(35)인 수광 소자를 조합시킨 검출 장치를 벨트의 둘레 방향에 수직하게 설치할 수 있다.

카본 블랙을 배합한 벨트 본체 또는 가이드 부재에 광반사 부재를 조합시켰을 경우, 광반사량은 피검지부의 표면에서 급격하게 증대하고, 수광 소자의 검출 전압을 계단 형상으로 증가시켜서, 벨트 본체 또는 가이드 부재로 되돌아가면, 다 시 계단 형상으로 저하한다.

광반사량에 따른 전압 변화는 제어부(도시 생략)로 출력되고, 이 피검지부의 검출 타이밍에 동기시켜서 중간 전사 벨트의 위치를 검지하여 다중 토너상의 위치 맞춤을 행할 수 있다.

중간 전사 벨트(102)에 전사된 다중 토너상은, 중간 전사 벨트(102)의 회전으로 바이어스 롤(103)이 설치된 2차 전사부에 도달한다. 2차 전사부는 중간 전사 벨트(102)의 토너상이 유지된 표면 측에 설치된 바이어스 롤(103)과 상기 중간 전사 벨트(102)의 뒤쪽으로부터 바이어스 롤(103)에 대향하도록 배치된 백업 롤(122) 및 이 백업 롤(122)에 압접(壓接)하여 회전하는 전극 롤(126)로 구성된다.

용지(141)는 트레이(104)에 수용된 용지 다발로부터 픽업 롤(142)로 한장씩 꺼내져서, 피드 롤(143)로 2차 전사부의 중간 전사 벨트(102)와 바이어스 롤(103) 사이에 소정의 타이밍으로 급송된다. 급송된 용지(141)에는 바이어스 롤(103) 및 백업 롤(122)에 의한 압접 반송과 중간 전사 벨트(102)의 회전에 의해, 상기 중간 전사 벨트(102)에 유지된 토너상이 전사된다.

토너상이 전사된 용지는 최종 토너상의 1차 전사 종료까지 퇴피(退避) 위치에 있는 박리 클로(113)를 작동시킴으로써 중간 전사 벨트(102)로부터 박리되고, 도시하지 않은 정착 장치로 반송되어 가압/가열 처리로 토너상을 고정해서 영구 화상이 된다. 또한, 다중 토너상의 용지로의 전사를 종료한 중간 전사 벨트(102)는 2차 전사부의 하류에 설치한 벨트 클리너(109)에서 잔류 토너의 제거가 행하여져 다음 전사에 대비한다. 또한, 바이어스 롤(103)은 폴리우레탄 등으로 이루어지는 클리닝 블레이드(131)가 항상 당접하도록 부착되어 있고, 전사에서 부착된 토너 입자나 용지 등의 이물질이 제거된다.

단색 화상의 전사의 경우, 1차 전사된 토너상(T)을 즉시 2차 전사하여 용지(141)를 정착 장치에 반송하지만, 복수색의 중첩에 의한 다색 화상의 전사의 경우, 각색의 토너상이 1차 전사부에서 정확하게 일치하도록 중간 전사 벨트(102)와 감광체 드럼(101)과의 회전을 동기시켜서, 각색의 토너상이 어긋나지 않도록 한다. 상기 2차 전사부에서는 바이어스 롤(103)과 중간 전사 벨트(102)를 통하여 대향 배치된 백업 롤(122)에 압접한 전극 롤(126)에 토너상의 극성과 같은 극성의 출압(出壓)(전사 전압)을 인가하는 것으로 상기 토너상을 용지에 정전반발로 전사한다.

이상과 같이 하여, 단색 또는 다색의 화상을 형성할 수 있다.

다음으로, 본 실시예의 화상 형성 장치의 다른 일례를 나타낸다. 도 5는 본 실시예의 벨트를 용지 반송 벨트로서 구비한 화상 형성 장치를 나타내는 개략도이다.

도 5에 도시한 화상 형성 장치는 유닛(Y, M, C, BK)과, 용지 반송 벨트(206)와, 전사 롤(207Y, 207M, 207C, 207BK)과, 용지 반송 롤(208)과, 정착기(209)를 구비하고 있으며, 용지 반송 벨트(206)로서 본 실시예의 벨트를 이용한 것이다.

용지 반송 벨트(206)의 내주측에 구비된 가이드 부재(도시 생략)는, 벨트 지지 롤(210, 211, 212, 213)의 측테두리부에 맞닿도록 위치하기 때문에, 벨트 주행시, 용지 반송 벨트(206)는 벨트 부재에 의해 안내된다. 용지 반송 벨트(206)는, 가이드 부재가 벨트 지지 롤(210) 등에 형성된 안내 홈에 감합하여 주행함으로써, 벨트 주행시에 사행하는 문제를 일으키지 않는다.

유닛(Y, M, C, BK)은 화살표의 시계 방향으로 소정의 주속도(프로세스 스피드)를 갖고 회전 가능한 각각의 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)이 구비된다. 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)의 주위에는, 대전 롤(202Y, 202M, 202C, 202BK)과, 노광기(203Y, 203M, 203C, 203BK)와, 각색 현상 장치(옐로 현상장치(204Y), 마젠타 현상 장치(204M), 시안 현상 장치(204C), 블랙 현상 장치(204BK))와, 감광체 드럼 클리너(205Y, 205M, 205C, 205BK)가 각각 배치되어 있다.

유닛(Y, M, C, BK)은 용지 반송 벨트(206)에 대하여 4개 병렬로 유닛 BK, C, M, Y의 순으로 배치되어 있지만, 유닛 BK, Y, C, M의 배열 순서 등은 화상 형성 방법에 맞춰서 적당한 순서로 설정할 수 있다.

용지 반송 벨트(206)는 벨트 지지 롤(210, 211, 212, 213)에 의해, 화살표의 반시계 방향으로 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)과 같은 주속도를 갖고 회전 가능하게 되어 있고, 벨트 지지 롤(212, 213)의 중간에 위치하는 그 일부가 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)과 각각 접하도록 배치되어 있다. 용지 반송 벨트(206)에는 벨트용 클리닝 장치(214)가 구비되어 있다.

전사 롤(207Y, 207M, 207C, 207BK)은 용지 반송 벨트(206)의 내측으로서, 용지 반송 벨트(206)와 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)이 접하고 있는 부분에 대향하는 위치에 각각 배치되고, 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)과 용지 반송 벨트(206)를 통하여 토너 화상을 용지(피전사체)(216)에 전사하는 전사 영역(닙 부)을 형성하고 있다. 전사 롤(207Y, 207M, 207C, 207BK)은 도 6과 같이 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)의 바로 아래에 배치하고 있어도, 바로 아래로부터 벗어난 위치에 배치하여도 좋다.

정착기(209)는 용지 반송 벨트(206)와 감광체 드럼(201Y, 201M, 201C, 201BK)과의 각각의 전사 영역(닙부)을 통과한 후에 반송되도록 배치되어 있다.

용지 반송 롤(208)에 의해 용지(216)는 용지 반송 벨트(206)에 반송된다.

도 5에 도시한 화상 형성 장치에서, 유닛(BK)에서는 감광체 드럼(201BK)을 회전 구동시킨다. 이것과 연동하여 대전 롤(202BK)이 구동하고, 감광체 드럼(201BK)의 표면을 소정의 극성과 전위로 일정하게 대전시킨다. 표면이 일정하게 대전된 감광체 (201BK)은 다음에 노광기(203BK)에 의해 상 형태로 노광되어, 그 표면에 정전잠상이 형성된다.

이어서 상기 정전잠상은 블랙 현상 장치(204BK)에 의해 현상된다. 그러면, 감광체 드럼(201BK)의 표면에 토너 화상이 형성된다. 또한, 이때의 토너는 1성분계의 것이어도 좋고, 2성분계의 것이어도 좋다.

이 토너 화상은 감광체 드럼(201BK)과 용지 반송 벨트(206)와의 전사 영역(닙부)을 통과함과 동시에, 용지(216)가 정전기적으로 용지 반송 벨트(206)에 흡착해서 전사 영역(닙부)까지 반송되어, 전사 롤(207BK)로부터 인가되는 전사 바이어스에 의해 형성되는 전계에 의해, 용지(216)의 표면에 순차적으로 전사된다.

이후, 감광체 드럼(201BK) 상에 잔존하는 토너는 감광체 드럼 클리너(205BK)에 의해 청소·제거된다. 그리고, 감광체 드럼(201BK)은 다음의 전사 사이클에 전사 사이클에 이용된다.

이상의 전사 사이클은 유닛 C, M 및 Y에서도 마찬가지로 행하여진다. 이때에 각 유닛에서 형성되는 각 토너상을 같은 용지에 순차적으로 중첩시킨다. 용지 반송 벨트(206)에 고정된 가이드 부재의 슬릿에 고정된 피검지부를 광학적으로 검출함으로써, 각 유닛의 전사부를 통과시키는 반송 벨트에 흡착시킨 용지의 위치 제어를 행할 수 있다.

전사 롤(207BK, 207C, 207M, 207Y)에 의해 토너 화상이 전사된 용지(216)는, 정착기(209)에 더 반송되어 정착이 행하여진다.

이상으로부터 용지 상에 원하는 화상이 형성된다.

본 실시예의 화상 형성 장치의 또 다른 일례를 나타낸다. 도 6은 본 실시예의 벨트를 중간 전사 벨트로서 구비한 탠덤식의 화상 형성 장치의 주요부를 설명하는 모식도이다.

구체적으로, 감광체(79) 표면을 균일하게 대전하는 대전 롤(83)(대전 장치), 감광체(79) 표면을 노광하여 정전잠상을 형성하는 레이저 발생 장치(78)(노광 장치), 감광체(79) 표면에 형성된 잠상을 현상제를 이용해서 현상하고, 토너상을 형성하는 현상기(85)(현상 장치), 현상한 토너상을 중간 전사 벨트(86)에 전사하는 1차 전사 롤(80), 감광체(79)에 부착된 토너나 먼지 등을 제거하는 감광체 클리너(84)(클리닝 장치), 피전사재 상의 토너상을 정착하는 정착 롤(72) 등 필요에 따라 공지의 방법으로 임의로 구비할 수 있다. 1차 전사 롤(80)은 도 6과 같이 감광체(79) 바로 위에 배치하고 있어도, 감광체 바로 위로부터 벗어난 위치에 배치하고 있어도 좋다. 그리고, 이 중간 전사 벨트(86)로서 본 실시예의 벨트를 구비하는 것으로, 상술한 구성과 같은 탠덤식의 화상 형성 장치에서도 고품질의 전사 화질을 안정되게 얻을 수 있다.

또한, 도 6에 도시한 화상 형성 장치의 구성에 관하여 설명한다. 도 6에 도시한 화상 형성 장치는 4개의 토너 카트리지(71), 1쌍의 정착 롤(72), 백업 롤(73), 텐션 롤(74), 2차 전사 롤(75), 용지 경로(76), 용지 트레이(77), 레이저 발생 장치(78), 4개의 감광체(79), 4개의 1차 전사 롤(80), 구동 롤(81), 전사 클리너(82), 4개의 대전 롤(83), 감광체 클리너(84), 현상기(85), 중간 전사 벨트(86) 등을 주요 구성 부재로서 포함하여 이루어진다.

우선, 감광체(79)의 주위에는 반시계 방향으로, 대전 롤(83), 현상기(85), 중간 전사 벨트(86)를 통하여 배치된 1차 전사 롤(80), 감광체 클리너(84)가 배치되고, 이들 1셋트의 부재가 1개의 색에 대응한 현상 유닛을 형성하고 있다. 또한, 이 현상 유닛마다 현상기(85)에 현상제를 보충하는 토너 카트리지(71)가 각각 설치되어 있고, 각 현상 유닛의 감광체(79)에 대하여 대전 롤(83)과 현상기(85) 사이의 감광체(79) 표면에 화상 정보에 따른 레이저광을 조사할 수 있는 레이저 발생 장치(78)가 설치되어 있다.

4개의 색(예를 들면, 시안, 마젠타, 옐로, 블랙)에 대응한 4개의 현상 유닛은, 화상 형성 장치내에서 거의 수평 방향으로 직렬로 배치되어 있고, 4개의 현상 유닛의 감광체(79)와 1차 전사 롤(80)과의 닙부를 관통하도록 중간 전사 벨트(86)가 설치되어 있다. 중간 전사 벨트(86)는 그 내주측에 이하의 순서로 반시계 방향 으로 설치된, 백업 롤(73), 텐션 롤(74), 및 구동 롤(81)에 의해 팽팽하게 걸쳐져 있다. 또한, 4개의 1차 전사 롤은 백업 롤(73)과 텐션 롤(74) 사이에 위치한다. 또한, 중간 전사 벨트(86)를 통하여 구동 롤(81)의 반대 측에는 중간 전사 벨트(86)의 외주면을 클리닝하는 전사 클리너(82)가 구동 롤(81)에 대하여 압접하도록 설치되어 있다.

또한, 중간 전사 벨트(86)를 통하여 백업 롤(73)의 반대측에는 용지 트레이(77)로부터 용지 경로(76)를 경유해서 반송되는 기록 용지의 표면에, 중간 전사 벨트(86)의 외주면에 형성된 토너상을 전사하기 위한 2차 전사 롤(75)이 백업 롤(73)에 대하여 압접하도록 설치되어 있다.

또한, 화상 형성 장치의 저부에는 기록 용지를 스택하는 용지 트레이(77)가 설치되어, 용지 트레이(77)로부터 용지 경로(76)를 경유하여 2차 전사부를 구성하는 백업 롤(73)과 2차 전사 롤(75)과의 압접부를 통과하도록 용지를 공급할 수 있다. 이 압접부를 통과한 기록 용지는 1쌍의 정착 롤(72)의 압접부를 더 관통하도록 도시하지 않은 반송 수단에 의해 반송 가능하며, 최종적으로 화상 형성 장치 밖으로 배출할 수 있다.

다음으로, 도 6의 화상 형성 장치를 이용한 화상 형성 방법에 관하여 설명한다. 토너상의 형성은 각 현상 유닛마다 행하여지고, 대전 롤(83)에 의해 반시계 방향으로 회전하는 감광체(79) 표면을 일정하게 대전한 후에, 레이저 발생 장치(78)(노광 장치)에 의해 대전된 감광체(79) 표면에 잠상을 형성하고, 다음에 이 잠상을 현상기(85)로부터 공급되는 현상제에 의해 현상해서 토너상을 형성하고, 1 차 전사 롤(80)과 감광체(79)와의 압접부로 운반된 토너상을 화살표 C방향으로 회전하는 중간 전사 벨트(86)의 외주면에 전사한다. 또한, 토너상을 전사한 후의 감광체(79)는 그 표면에 부착된 토너나 먼지 등이 감광체 클리너(84)에 의해 클리닝되어, 다음 토너상의 형성에 대비한다.

각색의 현상 유닛마다 현상된 토너상은, 화상 정보에 대응하도록 중간 전사 벨트(86)의 외주면 상에 순차적으로 중첩된 상태에서, 2차 전사부에 운반된 2차 전사 롤(75)에 의해 용지 트레이(77)로부터 용지 경로(76)를 경유하여 반송되어 온 기록 용지 표면에 전사된다. 같은 기록 용지 상에 각색의 토너상을 순차적으로 중첩시키기 위해서, 같은 용지를 백업 롤(73)과 2차 전사 롤(75)과의 압접부를 왕복시킨다. 벨트 위치의 제어는 가이드 부재에 설치한 피검지부의 검출에 의해 행한다.

각색의 토너상이 전사된 기록 용지는 정착부를 구성하는 1쌍의 정착 롤(72)의 압접부를 더 통과할 때에 가압 가열됨으로써 정착되고, 기록 매체 표면에 화상이 형성된 후 화상 형성 장치 밖으로 배출된다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 실시예를 더 구체적으로 설명하지만, 본 실시예는 이들 실시예에서의 형태로 한정되는 것은 아니다.

(벨트 본체의 제작)

3,3', 4,4'―비페닐테트라카르본산 2무수물과 4,4'―디아미노디페닐에테르로 이루어지는 폴리아믹산의 N-메틸―2―피롤리돈(NMP)용액(이미드 전화(轉化)후의 고 형분율이 18질량％)에, 폴리아믹산의 고형분 100질량부에 대하여, 카본 블랙(Special Black 4 : Degussa사 제품)을 80질량부가 되도록 첨가하고, 젯트밀 분산기(Geanus PY [충돌부의 최소부 단면적 O.O32㎟] : Geanus사 제품)를 이용하여, 압력 200MPa에서 분산 유닛부를 5회 통과시켜서 분산·혼합을 행하고, 분산액(A)을 얻었다.

얻어진 분산액(A)에 대하여, 3,3', 4,4'-비페닐테트라카르본산 2무수물과 4,4'―디아미노디페닐에테르로 이루어지는 폴리아믹산의 NMP용액(이미드 전화후의 고형분율이 18질량％)을, 폴리아믹산 100질량부에 대하여 카본 블랙이 27.8 질량부가 되도록 첨가하고, 플라네타리식(planetary type) 믹서(Aiko mixer : Aikosya Manufacturing 제품)를 이용해서 혼합·교반함으로써, 카본 블랙 분산 폴리이미드 전구체 용액을 조제하였다.

미리 이형제를 소성시킨 외경 366㎜, 길이 600㎜, 두께 6㎜의 원통형의 알루미늄제 원통 형상 기재를 성형용 심체(芯體)로 하고, 이 심체를 100rpm으로 회전시키면서, 상기 폴리이미드 전구체 용액을 심체 외주면에 디스펜서와 스크레이퍼를 속도 150min/min으로 이동시키면서, 도포 길이 400㎜, 두께 0.5㎜로 도포한 후, 5rpm으로 회전시키면서 140℃에서 30분간 가열 건조하고, 상온으로 냉각 후 200℃에서 30분간, 260℃에서 30분간, 300℃에서 30분간, 320℃에서 20분간 가열시켜서, 카본 블랙 분산 폴리이미드 피막을 형성하였다. 그 후, 원통 성형관의 온도가 실온(25℃)까지 냉각되었을 때, 원통 성형관으로부터 폴리이미드 피막을 박리하였다. 얻어진 폴리이미드 피막을 369㎜의 폭으로 절단하여 외경 366㎜, 두께 80㎛의 벨트 본체(2)를 얻었다.

(가이드 부재 A의 제작)

가이드 부재 A로서, JIS 경도 70도의 투명한 열경화성 폴리우레탄 시트(Tigers Polymer(주) 제품 : Tiplane TR-100-70)를 직사각형으로 절단하였다. 단면 형상은 두께 2.0㎜, 폭 3.0㎜이었다.)

(가이드 부재 B의 제작)

또한, 별도의 백색 안료로서 티탄 화이트를 이겨넣은 열경화성 폴리우레탄 시트를 제작하고, 같은 형상의 직사각형으로 절단하였다.

(가이드 부재 C의 제작)

또한, 별도의 흑색 안료로서 카본 블랙을 배합한 열경화성 폴리우레탄 시트를 제작하고, 같은 형상의 직사각형으로 절단하였다.

(가이드 부재의 벨트 본체로의 접착과 슬릿의 형성)

상기의 가이드 부재에 강성 접착제로서 Cemedine(주) 제품의 아크릴 변성 실리콘폴리머를 주성분으로 하는 Super-X No. 8008을 20㎛의 두께로 도포하고, 이어서 상기 폴리아미드이미드 수지 벨트 본체(2)의 내측면의 한쪽의 측테두리를 따라 배치하고, 0.03Mpa의 압력으로 가압하여, 도 1에 도시한 바와 같은 직사각형의 슬릿을 갖는 가이드 부재를 구비한 벨트를 제작하였다. 슬릿의 둘레 방향의 길이는 2.0㎜이었다.

(광반사 부재의 제작)

<광반사 부재 A>

PET 필름 표면에 AI를 증착하고, PET 필름의 다른 쪽의 면에 실리콘계 점착제를 도포한 총두께 5㎛, 4방이 50㎜인 시트를 광반사 부재 A라 하였다. 이 광반사 부재 A로부터 폭 3.0㎜로, 길이가 2.0㎜의 피검지부를 잘라낸다.

(평가)

벨트 본체에 고정한 가이드 부재의 슬릿에 피검지 부재를 설치한 화상 형성 장치용 벨트를 후지제록스(주) Docu Centre-Ⅱ C 6500의 개조기를 이용해서 실험하고, 피검지 부재의 오염과 마모를 육안으로 판정하였다. 또한, 피검지부의 초기 검출 전압은 4.5V였다. 실험 시간 경과 후에, 3.0V 이상을 가(可), 4.0V 이상을 양(良)이라 하였다. 또한, 벨트(1) 회전을 1 사이클로 하고, 최장 500K(500×1O³) 사이클까지 실시하였다.

(실시예 1)

<벨트 A의 제작>

상기의 환 형상의 벨트 본체(2)의 내측면 한쪽의 측테두리를 따라, 상기한 백색의 가이드 부재 B를 접착하여, 화상 형성 장치용 벨트 A를 제작했다. 도 2의 (a)의 부분 확대도에 도시된 바와 같이, 2㎜ 길이의 슬릿(14)에서는 벨트 본체(12)가 노출되어 흑색이었다.

(실시예 2)

<벨트 B의 제작>

상기의 벨트 본체(2)의 내측면 한쪽의 측테두리를 따라, 상기한 흑색의 가이 드 부재 C를 접착하여, 화상 형성 장치용 벨트 B를 제작하였다. 슬릿에는 광반사 부재 A를 부착하였다. 도 2의 (b)의 부분 확대도에 도시한 바와 같이, 2㎜ 길이의 슬릿에 광반사 부재(17)가 조정되었다. 또한, 벨트 본체(12)의 내측면에 먼저 광반사 부재 A를 부착한 후에, 가이드 부재를 접착하여도 좋다.

(실시예 3)

<벨트 C의 제작>

상기의 벨트 본체(2)의 내측면 한쪽의 측테두리를 따라, 상기한 투명 가이드 부재 A를 접착하여, 화상 형성 장치용 벨트 C를 제작하였다. 슬릿에는 광반사 부재 A를 부착하였다. 도 2의 (b)의 부분 확대도에 도시한 바와 같이, 2㎜ 길이의 슬릿에 광반사 부재(17)가 고정되었다.

<평가 결과>

상기한 화상 형성 장치용 벨트 A, B 및 C를 500K 사이클까지 평가한 결과, 모두 피검지부의 마모나 오염은 확인할 수 없었다. 벨트의 운전에는 아무 문제가 없고, 검출부의 검출 전압도 4.45V로 양호하였다.

(비교예 1) <비교 벨트 A의 제작>

화상 형성 장치용 벨트 A에서 가이드 부재에 슬릿을 설치하지 않은 것 이외는 모두 같은 방법으로 벨트를 제작하고, 벨트 본체의 외주면의 한쪽의 가장자리부에 1개의 광반사 부재 A를 부착하였다.

(비교예 2) <비교 벨트 B의 제작>

비교 벨트 A에서 얻어진 화상 형성 장치용 벨트의 벨트 본체의 내측면에, 가 이드 부재보다도 중심측 쪽에 광반사 부재 A를 부착하였다.

(비교예 3) <비교 벨트 C의 제작>

비교 벨트 A와 마찬가지로 화상 형성 장치용 벨트에서, 가이드 부재에 슬릿을 설치하지 않은 것 이외는 모두 같은 방법으로 벨트를 제작하고, 얻어진 벨트의 가이드 부재 표면에 광반사 부재 A를 부착하였다.

<평가 결과>

마찬가지로 500K 사이클까지, 비교 벨트 A, B 및 C에 대해서 실험을 행하고 그 평가를 하였다. 비교 벨트 A에서는 마모와 오염이 확인되었다. 비교 벨트 B에서도, 비교 벨트 C에서도 역시 마모와 오염이 확인되었다.

도 1은 본 실시예의 화상 형성 장치용 벨트의 일 실시예를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1에서 화살표 A의 방향에서 본 화상 형성 장치용 벨트의 부분 확대 사시도.

도 3은 벨트에 설치한 피검지부를 광학적으로 검출하는 일례의 개념적인 단면도.

도 4는 본 실시예의 화상 형성용 벨트를 중간 전사 벨트로서 구비한 화상 형성 장치의 일례의 개략적인 구성도.

도 5는 본 실시예의 화상 형성용 벨트를 용지 반송 벨트로서 구비한 화상 형성 장치의 일례의 개략적인 구성도.

도 6은 본 실시예의 화상 형성 장치용의 벨트를 중간 전사 벨트로서 구비한 탠덤식의 화상 형성 장치의 일례의 개략적인 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1, 10 : 화상 형성 장치용 벨트

2, 12 : 벨트 본체

3, 13, 15 : 가이드 부재

4, 14 : 슬릿

17 : 피검지부

30 : 검출부

33 : 발광 수단

35 : 수광 수단

71 : 토너 카트리지

72 : 정착 롤

73 : 백업 롤

74 : 텐션 롤

75 : 이차 전사 롤

76 : 용지 경로

77 : 용지 트레이

78 : 레이저 발생 장치(노광 장치)

79 : 감광체

80 : 1차 전사 롤

81 : 구동 롤

82 : 전사 클리너

83 : 대전 롤(대전 장치)

84 : 감광체 클리너(클리닝 장치)

85 : 현상기(현상 장치)

86 : 중간 전사 벨트

101 : 감광체 드럼

102 : 중간 전사 벨트

103 : 바이어스 롤

104 : 트레이

105 : BK(블랙) 토너에 따른 현상 장치

106 : Y(옐로) 토너에 따른 현상 장치

107 : M(마젠타) 토너에 따른 현상 장치

108 : C(시안) 토너에 의한 현상 장치

109 : 벨트 클리너

113 : 박리 클로

121, 123, 124 : 벨트 지지 롤

122 : 백업 롤

125 : 도전성 롤

126 : 전극 롤

131 : 클리닝 블레이드

141 : 용지

142 : 픽업 롤

143 : 필드 롤

201Y, 201M, 201C, 201BK : 감광체 드럼

202Y, 202M, 202C, 202BK : 대전 롤

203Y, 203M, 203C, 203BK : 노광기

204Y, 204M, 204C, 204BK : 현상 장치

205Y, 205M, 205C, 205BK : 감광체 드럼 클리너

206 : 용지 반송 벨트

207Y, 207M, 207C, 207BK : 전사 롤

208 : 용지 반송 롤

209 : 정착기

210, 211, 212, 213 : 벨트 지지 롤

214 : 벨트용 클리닝 장치

216 : 용지(피전사체)

Claims (16)

1. 벨트 본체와,

   상기 벨트 본체의 적어도 한쪽의 측테두리(side edge)를 따라 상기 벨트 본체에 고정된 가이드 부재와,

   상기 가이드 부재의 슬릿에 설치된 위치 검출용의 피검지부를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드 부재 표면의 반사율과 상기 피검지부 표면의 반사율이 다른 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 큰 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 가이드 부재 표면의 반사율이 상기 피검지부 표면의 반사율보다도 작은 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬릿 자체가 위치 검출용의 피검지부인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬릿에 피검지부로서의 부재를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 피검지부로서의 부재의 두께는, 상기 가이드 부재의 두께와 동등 이하인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 피검지부로서의 부재의 두께는, 상기 가이드 부재보다도 작은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 슬릿은 가이드 부재가 완전히 끊어진 부분인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 벨트 본체는 카본 블랙을 포함하고, 상기 가이드 부재는 티탄 화이트(titanium white)를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 벨트 본체는 카본 블랙을 포함하고, 상기 가이드 부재는 카본 블랙을 포함하며, 상기 피검지부로서의 부재는 직사각형의 백색 판 또는 광반사 부재인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 광반사 부재는 (A) 은, 금, 또는 알루미늄의 금속판, (B) 플라스틱 필름 및 상기 플라스틱 필름 상에 증착 또는 라미네이트한 은, 금, 또는 알루미늄을 함유하는 판, 및 (C) 은, 금, 또는 알루미늄의 금속 분말을 포함하는 플라스틱 필름을 함유하는 판으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종을 구비하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 피검지부를 덮는 보호층을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 보호층은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PP(폴리프로필렌), 폴리이미드, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 아크릴수지, 및 투명세라믹으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치용 벨트.
15. 제 1 항에 기재된 화상 형성 장치용 벨트와, 상기 화상 형성 장치용 벨트를 내측으로부터 팽팽하게 걸쳐서 지지하는 복수의 롤을 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트 스트레칭 장치.
16. 제 1 항에 기재된 화상 형성 장치용 벨트를 구비한 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.

Images