JP6822052B2 - ベルト搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
それは、ステアリングローラの上流には、ベルト部材に当接するクリーニング部材などの負荷手段が配置されることが多い。この場合、この負荷手段がローラ位置での張力に影響して摩擦力を変えてしまい、特許文献1のように摩擦係数の大小関係を規定するだけでは摩擦力そのものの大小関係を狙い通りに設定することが難しい場合があるためである。
本発明は、ベルト部材に当接する負荷手段による摩擦力の影響を考慮してベルト位置補正感度を大きくすることが可能な新たな構成を提供することを、その目的とする。
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ2×cos((180−θ2)/2)×(Tb+Tc)
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ3×cos((180−θ3)/2)×(Tb+Tc)となることを特徴としている。
画像形成装置では、イエロー(Y)の現像器131により感光体ドラム101上の静電潜像にトナーを付着させてイエローのトナー像として現像し、マゼンタ(M)の現像器132により感光体ドラム102上の静電潜像にトナーを付着させてマゼンタのトナー像として現像する。画像形成装置では、シアン(C)の現像器133により感光体ドラム103上の静電潜像にトナーを付着させてシアンのトナー像として現像し、ブラック(K)の現像器134により感光体ドラム104上の静電潜像にトナーを付着させてブラックのトナー像として現像する。
記録材搬送装置230は、何れか一方のローラを駆動モータで回転駆動することで、搬送ベルト233を、図1中、反時計回り方向に搬送移動して2次転写部N5を通過した記録材Pを定着装置240へと搬送する。記録材搬送装置230のローラ231は、搬送ベルト233を介して従動ローラ213と中間転写ベルト218に対向配置されていて、2次転写部N5を構成している。このため、フルカラー画像が転写された記録材Pは、記録材搬送装置230によって定着装置240へと搬送され、熱と圧力により画像定着が成されたのち、排紙ローラ250によってトレイ上へと排出される。
中間転写ベルト218の1次転写面となる表面218aには、符号Wで示す主走査方向でありベルト幅方向の一定位置(例えば非画像領域の端部)に、ベルト搬送方向全周にわたって検出ライン201が形成されている。検出ライン201に対向する位置には、ベルト寄り・斜行検出手段205が配置されている。ベルト寄り・斜行検出手段205は、検出ライン201の主走査方向Wへの位置を光学的に検出するものである。
本実施形態において、ベルト寄り・斜行検出手段205は、図3に示すように、中間転写ベルト218の表面218aにおいて副走査方向(ベルト搬送方向A)に間隔を空けて2つ配置されている。すなわち、一方のベルト寄り・斜行検出手段205は副走査方向(ベルト搬送方向A)における上流側に配置され、他方のベルト寄り・斜行検出手段205は副走査方向(ベルト搬送方向A)における下流側に配置されている。本実施形態において、画像形成装置100は、制御手段300と複数のベルト寄り・斜行検出手段205を備えている。
ベルト搬送装置200は、複数の張架手段としてのローラ211〜215に巻き掛けられた無端状のベルト部材としての中間転写ベルト218と、中間転写ベルト218を搬送移動させる駆動手段としての駆動モータ219と、複数のローラ211〜215のうちの何れかのローラを、中間転写ベルト218に張力を付与する張力付与方向Dに付勢する張力付与手段としてのコイルバネ221,221と、複数のローラ211〜215のうちの少なくとも1つのローラの一端を他端に対してベルト幅方向Wに直交する方向Bに相対的に移動させることで、ローラの姿勢を調整する調整手段とし第1の調整手段となる電動のアクチュエータ216を有している。ベルト幅方向Wに直交する方向Bはステアリング方向ともいう。アクチュエータ216は、図4に示すように、制御手段300に信号線を介して接続されていて、制御手段300によって、その駆動が制御されるように構成されている。このベルト搬送装置200は、駆動モータ219によりローラ211を回転駆動することで、中間転写ベルト218を搬送移動し、アクチュエータ216を作動することでベルト位置を補正するように構成されている。第1の調整手段となるアクチュエータ216は、ベルト搬送方向Aと直行する方向(主走査方向W)のベルト位置(主走査方向位置)を調整するベルト寄り位置調整手段を構成している。
図9、図10は、この解析に用いた無端ベルト、ローラ構成レイアウト条件1、2を示す。レイアウト条件1に対しレイアウト条件2は、各ローラ径、ベルト周長、第1、第2従動ローラの位置関係、第1から第3従動ローラにおけるベルトの巻付範囲角度等の主要な条件は共通である。また、ステアリングローラである第2従動ローラと、ベルト搬送方向Aの下流側に位置する第1従動ローラとの間隔が共通であるのに対し、第2従動ローラと、これよりもベルト搬送方向Aの上流側に位置する第3従動ローラの間隔(X1、X2)が異なり、レイアウト条件1の間隔X1よりもレイアウト条件2の間隔X2の方が約半分の間隔となっている。間隔(X1、X2)は、ベルト搬送方向距離に相当する。
図9、図10において、駆動ローラにより無端ベルトを回転駆動し、第2従動ローラをステアリングローラとし張力付与方向Dと直行する方向B(ステアリング条件)に傾けた場合、あるステアリングローラの傾き(A)のとき得られるベルト幅方向(主走査方向)Aのベルト位置補正感度と、2.5倍のステアリングローラの傾き(2.5A)のとき得られるベルト位置補正感度の関係を図11に示す。図11から、傾きAにおける補正感度は、レイアウト条件2よりもレイアウト条件1の方が、2倍以上の補正感度が得られることがわかる。このことからステアリングローラ(第2従動ローラ)とその上流側に位置するローラ(第3従動ローラ)の間隔が大きい方がより大きなベルト位置補正感度が得られることがわかる。
傾きAのときレイアウト条件1とレイアウト条件2で、第2従動ローラと第3従動ローラで無端ベルトに働く逆向きの軸方向の力に大きな差はない。しかしが、第2従動ローラと第3従動ローラの間の無端ベルトのベルト幅方向の変形(変形姿勢)は、レイアウト条件1の方が大きい。これは、レイアウト条件1では、第2従動ローラと第3従動ローラの間隔X1がレイアウト条件2の間隔X2よりも大きいため、軸方向の力に対し大きく変形するためである。ベルト全体の変形状態は、上述のように第2従動ローラと第3従動ローラの間の変形が大きく影響するため、レイアウト条件2よりもレイアウト条件1の方がベルト1周の姿勢の変形が大きく、ベルト位置補正の原理であるローラに対するベルトの進入角度が大きくなる。このため、レイアウト条件2よりもレイアウト条件1の補正感度が大きくなる。
また、特許文献1や特開2012−233967号公報では、テンションローラと中間転写ベルトの間の摩擦係数を、テンションローラにベルト搬送方向の上流側および下流側で隣接する2つのローラと中間転写ベルトの間の摩擦係数より小さくすることで、テンションローラに対しベルトから働く軸方向の力の影響を削減し、ベルトのねじれを防止できることが示されている。
図16から、傾きAにおける補正感度は、従来の摩擦係数条件のときより約1.8の補正感度が得られることがわかる。このことからステアリングローラ(第2従動ローラ)の上流側に隣接するローラ(第3従動ローラ)と無端ベルトの摩擦力を低減することで、より大きなベルト位置補正感度が得られることがわかる。また、傾き2.5Aにおける補正感度は、傾きAのときの約2.5倍となり、傾きに対する補正感度の関係は線形挙動に近づくことがわかる。
ステアリングローラ(第2従動ローラ)の傾きによりステアリングローラから無端ベルトに対し軸方向の力が働くことで、無端ベルトがベルト幅方向に変形する。この変形の影響で、隣接する上流側ローラ(第3従動ローラ)で無端ベルトの傾きにより、ステアリングローラ(第2従動ローラ)とは反対方向の軸方向の力が働く。
隣接する上流側のローラと無端ベルトの間の摩擦力が小さい場合、ローラからベルトに働く力は小さいため、ベルトは変形しない。
ステアリングローラで生じるベルト変形は維持され、さらに上流側のローラ(第4従動ローラ)で無端ベルトが傾きにより、ステアリングローラとは反対方向の軸方向の力が働く。
ローラとベルトの間の摩擦が小さくない場合、ローラからベルトに働く力によりベルトは変形する。
従来の摩擦係数条件では、無端ベルトに対する反対方向の軸方向の力が生じる第2従動ローラと第3従動ローラの間隔が小さく、軸方向の力に対し無端ベルトが変形し難かったが、本解析の摩擦係数条件では、無端ベルトに対する反対方向の軸方向の力が生じるローラが、第2従動ローラと第4従動ローラとなり、両ローラの間隔が大きく、軸方向の力に対し変形し易いため、ステアリングローラ(第2従動ローラ)によるベルト位置補正感度を大きく、さらに、ステアリングローラ(第2従動ローラ)の傾きに対するベルト位置補正感度を線形に近づけることができたと考えられる。
そこで、本実施形態では、上述の解析結果を踏まえ、図3に示したベルト搬送装置200に、図5に示すレイアウト条件を適用して、同レイアウト条件に設定したものである。上流側とは、ベルト移動方向Aの上流側であり、下流側とは、ベルト移動方向Aの下流側を示す。なお、図5において、ステアリングローラ215は、第2従動ローラに相当し、従動ローラ214は第3従動ローラに相当し、従動ローラ213は第4従動ローラに相当する。
図5は、図3に示したベルト搬送装置200を模式的に示すものである。図5において、ステアリングローラ215に対し、中間転写ベルト218は、135°の巻付角θ2で巻付いており、巻付角θ2の2等分線方向にN2のテンション力をステアリングローラ215から付与されている。このテンション力N2により、ステアリングローラ215に巻付く中間転写ベルト218の上流側および下流側には、ベルトテンションTbが生じ、ベルトテンションTb、テンション力N2、巻付角θ2(=135°)には以下の関係が成り立つ。
よって、N2=1.85×Tb
よって、F2≒μ2×1.85Tb
従動ローラ214と中間転写ベルト218の間の摩擦係数をμ1とすると、両者の間に生じる摩擦力F1は、F1≒μ1×1.41Tbとなる。
同様に、従動ローラ214よりもベルト移動方向Aの上流側に配置されている従動ローラ213において、テンション力N3は、N3=1.85Tbとなる。
従動ローラ213と中間転写ベルト218の間の摩擦係数をμ3とすると、両者の間に生じる摩擦力F3は、F3≒μ3×1.85Tbとなる。
図6において、従動ローラ213と従動ローラ214の間に設置された負荷手段としてのクリーニングブレード220からは、中間転写ベルト218の回転に対し、一定の摩擦負荷(クリーニング摩擦負荷)が作用する。このため、クリーニングブレード220よりもベルト移動方向Aの下流側に位置するステアリングローラ215、従動ローラ214においては、ベルト回転停止時のベルトテンションTbに対しクリーニング摩擦負荷により生じるテンション変化(負荷)Tcが加わったベルトテンション(Tb+Tc)が生じる。ここで、Tcは、Tbと同じ方向に作用し、符合が+となるため、ベルトテンションは回転停止時よりも|Tc|だけ増加する。これに対し、クリーニングブレード220よりもベルト移動方向Aの上流側に位置する従動ローラ213では、ベルト回転停止時のベルトテンションTbに対し、クリーニング摩擦負荷により生じるテンション変化Tcが加わったベルトテンション(Tb+Tc)が生じる。しかし、TcはTbと逆方向に作用し、符合が−となるため、ベルトテンションは回転停止時よりも|Tc|だけ減少する。
以上より、ベルト回転状態においては、各ローラと中間転写ベルト218の間に作用する摩擦力Fnは、各ローラに巻付くベルト両側のベルトテンションを(Tb+Tc)、各ローラと中間転写ベルト218の巻付角をθn、各ローラと中間転写ベルト218の間の摩擦係数をμnとすると、
Fn≒μn×2×cos((180−θn)/2)×(Tb+Tc)
となり、μn×cos((180−θn)/2)×(Tb+Tc)の値により決定されることになる。
0.707×μ1×(Tb+Tc)<0.924×μ2×(Tb+Tc)
0.707×μ1×(Tb+Tc)<0.924×μ3×(Tb+Tc)
ここで、ベルト回転停止時であれば、Tc=0となるため、従動ローラ214の摩擦係数μ1に対し、μ2、μ3を(0.707/0.924)倍以上とすることにより上記関係が成り立つ。
しかしながら、ベルト回転状態では、Tcの影響により、ステアリングローラ215、従動ローラ214ではベルトテンションが増加し、従動ローラ213ではベルトテンションが減少する。
このため、
0.707×μ1×(Tb+Tc)<0.924×μ2×(Tb+Tc)の関係は、Tcの影響を受けず、
0.707×μ1<0.924×μ2となり、摩擦係数μ1に対し、摩擦係数μ2を(0.707/0.924)倍以上にすることにより成り立つ。
しかし、0.707×μ1×(Tb+Tc)<0.924×μ3×(Tb+Tc)の関係は、従動ローラ214と従動ローラ213でTcの符号が逆となり、従動ローラ214のベルトテンションよりも、従動ローラ213のベルトテンションが増大する。このため、上記の関係が成り立つためには、Tcの大きさに応じて、摩擦係数μ1に対し、摩擦係数μ3を十分に大きな値とする必要がある。
(1)従動ローラ214の表面をフッ素樹脂等の低摩擦材料でコーティングし、摩擦係数μ1を十分小さくする。
(2)従動ローラ213の表面をゴム系材料等の高摩擦材料でコーティングし、摩擦係数μ3を十分大きくする。
(3)従動ローラ213が当接する中間転写ベルト218の裏面をゴム系材料等の高摩擦材料でコーティングし、従動ローラ214が当接する中間転写ベルト218の表面よりも十分に摩擦係数を大きくすることで、摩擦係数μ1よりも、摩擦係数μ3を十分大きくする。
また、摩擦係数の設定とともに、図6のレイアウト構成を変更し、各ローラと中間転写ベルト218の摩擦力を最適な関係とすることも可能である。負荷Tcを考慮しても、従動ローラ214から中間転写ベルト218に作用するテンション力N1に対し、従動ローラ213から中間転写ベルト218に作用するテンション力N3が大きくなる必要がある。このためには、図6の構成に対し、従動ローラ214のベルト巻付角θ1を小さくする、および、従動ローラ213のベルト巻付角θ3を大きくすることにより、各ローラと中間転写ベルト218の摩擦力を最適な関係とすることも可能である。
このとき、ベルト寄りの補正のため、図3に示すアクチュエータ216により矢印Bの方向にステアリングローラ215を揺動することにより、ステアリングローラ215から生じる軸方向の力により中間転写ベルト218は変形する。ステアリングローラ215のベルト移動方向Aの上流側にある従動ローラ214に対し中間転写ベルト218の傾きが生じるが、従動ローラ214(従動ローラ3に相当)と中間転写ベルト218の摩擦が小さいため、従動ローラ214では中間転写ベルト218は変形せず、さらに上流側の従動ローラ213(従動ローラ4に相当)に対し中間転写ベルト218の傾きが生じる。これに対し、従動ローラ213では中間転写ベルト218に対しステアリングローラ215とは逆向きの軸方向の力が作用し、ステアリングローラ215と従動ローラ213の間で中間転写ベルト218が幅方向に大きく変形する。このため、ステアリングローラ215の傾きに対する補正感度は大きく、さらに、ステアリングローラ215の傾きに対してベルト位置補正感度を線形に近い挙動とすることができ、ステアリングによるベルト位置補正範囲を十分に確保することができる。
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ2×cos((180−θ2)/2)×(Tb+Tc)
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ3×cos((180−θ3)/2)×(Tb+Tc)
となるように構成した。
このような構成すると、中間転写ベルト218に当接すクリーニングブレード220による摩擦力の影響を考慮することがで、摩擦そのものの大小関係を狙い通りに設定することができるため、ベルト補正感度を大きくすることができる。
さらに、本実施形態のように、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、ベルトの寄りを補正するので、大幅な高速化が可能であるとともに、確実な寄り補正動作が可能なベルト搬送装置を小型・低コストに実現できる。
第1の実施形態では、ステアリングによりローラから中間転写ベルト218に働く軸方向の力は、ステアリングローラ215であると、その上流側の従動ローラ213で逆方向の大きな力が生じる。このため、その影響により中間転写ベルト218はステアリングローラ215とその上流側のローラ213の間で大きく幅方向に変形すると説明した。
しかし、更なる解析の結果、ステアリングローラ215のベルト移動方向Aの上流側に隣接するローラのベルト巻付角(ローラ全周のうちベルトが接触している範囲の角度)が小さい(略40度以下)場合は、ステアリングローラ215から中間転写ベルト218に働く軸方向の力は小さく、このローラにおけるベルト幅方向への変形も小さいことが明らかとなった。これは、中間転写ベルト218との摩擦係数が小さいローラにおける挙動と同様であり、この場合、ステアリングローラ215から中間転写ベルト218に働く軸方向の大きな力に対し、逆方向の大きな力が働くのは、ベルト巻付き角が小さい(略40度以下)ローラを除き、ステアリングローラ215とステアリングローラ215よりもベルト搬送方向Aの上流側に配置されベルト搬送方向Aへの距離(ベルト搬送距離)が最も近いローラ(従動ローラ214)である。このため、この従動ローラ214とステアリングローラ215の間で中間転写ベルト218が大きく幅方向に変形する。このため、第1の実施形態において、ステアリングローラ215の上流側に隣接するローラとして、ベルト巻付角が略40度以下となるローラを構成に加えなければ、ステアリングローラ215と従動ローラ213の間で、中間転写ベルト218の変形を生じさせることができ、第1の実施形態の効果を確実に得ることができる。
本実施形態に係るベルト搬送装置200Aは、図7に示すように、ベルト寄り調整機能と斜行調整機能を備えている。つまり、本実施形態では、調整手段として第1の調整手段と第2の調整手段を備えている。第1の調整手段の構成は、図3と同様であるので、ここでは説明を省略し、第2の調整手段の構成について主に説明する。
第2の調整手段によって姿勢調整される張架手段は、第1の調整手段で姿勢制御されるステアリングローラ215よりもベルト搬送方向Aの上流側において隣接する従動ローラ214である。第2の調整手段は、ベルト搬送方向Aに対するベルト傾きを補正するベルト傾斜調整手段であり、本実施形態では電動のアクチュエータ217によって構成されている。アクチュエータ217は、図4に示すように制御手段300に信号線を介して接続されていて、制御手段300によって、その駆動が制御されるように構成されている。
本実施形態において、制御手段300は、ベルト寄り・斜行検出手段205で検出されるベルト寄り検出情報に基づき、アクチュエータ217を駆動し、発生したベルト主走査方向への移動と逆の方向にベルトが傾斜するようステアリングローラ214を揺動するように構成されている。このアクチュエータ217の作動を制御することにより、ベルト斜行は一定範囲に制御され、画像歪み、色ずれを防止可能とされている。
また、ベルト寄りの補正には、ステアリングローラ215と上流側の従動ローラ213で中間転写ベルト218を変形させる必要がある。しかし、ベルト斜行の補正には、ステアリングローラ214の傾きによりステアリングローラ214に入るベルトの傾きに対し、ステアリングローラ214から出る中間転写ベルト218の傾きを変化させることで補正できる。このため、上流側の従動ローラ213との距離や中間転写ベルト218とステアリングローラ215の間の摩擦は影響しない。よって、中間転写ベルト218との摩擦が小さく、上流側の従動ローラ213との距離(ベルト搬送距離)が近いステアリングローラ214においても、ベルト斜行を問題なく補正することができる。
本実施形態に係るベルト搬送装置200Bは、図8に示すように、ベルト寄り調整機能と斜行調整機能を備えている。本実施形態では、ステアリングローラ215の回転軸215aではなく、ステアリングローラ214の回転軸214aの両端がテンション方向に付勢手段であるコイルバネ224,224によって付勢されている。このため中間転写ベルト218はほぼ一定テンションで張架されている。つまり、図3、図7に示したベルト搬送装置200、200Aでは、ステアリングローラ215が中間転写ベルト218を一定のテンションで張架するためのテンションローラとして機能していた。これに対し図8に示すベルト搬送装置200Bでは、ステアリングローラ214をテンションローラとしている。
図1に示す画像形成装置では、ベルト搬送装置200を転写装置である中間転写ユニットに適用したが、ベルト搬送装置200やベルト搬送装置200A、200Bの適用例としては、中間転写ユニットに限定するものではない。
本実施形態に係る画像形成装置100Aは、図19に示すように、トナー像が形成される像担持体としての複数の像担持体となる4つの感光体ドラム101、102、103、104と、各感光体に形成されたトナー像を転写する位置に記録材Pを搬送するベルト状の搬送部材2180と、搬送部材2180を回転移動可能に支持する複数の張架手段としての駆動ローラ211と従動ローラ212、213、214、215とを有する記録材搬送手段を備えている。そして、本実施形態においては、この記録材搬送手段として、ベルト搬送装置200、200A又は200Bの何れかを適用するものである。トナー像を転写する位置とは、感光体ドラム101、102、103、104と対向配置されていて、1次転写部材106,107,108,109によって各感光体と対向する搬送部材2180と感光体の間に形成される転写部N6、N7、N8、N9である。記録材搬送手段は、これら転写部N6、N7、N8、N9に対して記録材Pを吸着搬送するものである。
感光体ドラム101、102、103、104に形成されたイエローのトナー像、マゼンタのトナー像、シアンのトナー像、ブラックのトナー像は、感光体ドラム101、102、103、104に当接して矢印方向に回転する搬送部材2180に吸着されて搬送される記録材Pが、転写部N6、N7、N8、N9に搬送されて通過することで重ね合わせてフルカラー画像として転写される。フルカラー画像が転写された記録材Pは、定着装置240へと搬送され、熱と圧力により画像定着が成されたのち、排紙ローラ250によってトレイ上へと排出される。
その結果、搬送部材218に吸着されて記録材搬送方向Eに搬送れる記録材Pの、記録材搬送方向Eと直交する方向Bの位置が調整可能とされるとともに、記録材搬送方向Eに対する記録材Pの傾きが補正可能となる。よって、小型、低コストで確実な搬送部材2180の寄り補正動作を達成する構成で、搬送部材2180の寄りおよび斜行を確実に補正では、搬送部材2180の寄りを安定的に制御できるとともに、記録材P上の画像の色ずれも確実に補正できる。
また、図20において、中間転写ベルト218とベルト状の転写部材である2次転写ベルト265の間の転写部となる2次転写部N5には、記録材Pにカラー画像を2次転写するために、転写バイアス電圧が印加されるとともに、高い転写圧が付与されている。具体的には、中間転写ベルト218を張架し、2次転写部N5に対向する2次転写対向ローラである従動ローラ213に対し、転写部材としての2次転写ベルト265を張架し、2次転写部N5に対向するとともに、転写バイアス電圧を印加する2次転写ローラとしてのローラ261が、数10から数100Nの力で押圧された状態で回転する。このローラ261の回転は、駆動手段で駆動回転される場合と従動回転の場合がある。
上述したようにローラ215をステアリングローラとした場合、ベルト位置補正感度を大きく、線形に近い挙動とするためは、ローラ215(ステアリングローラ)の上流側ローラである従動ローラ214と中間転写ベルト218の間の摩擦力を小さくし、隣接するローラ215(ステアリングローラ)、従動ローラ213と中間転写ベルト218の間の摩擦力を大きくする必要がある。この場合、従動ローラ213を2次転写対向ローラとすることで、中間転写ベルト218との間の摩擦力を大きくすることが可能である。
なお、従動ローラ213をステアリングローラとした場合も、従動ローラ213と中間転写ベルト218の間の摩擦力を大きくすることは出来るが、従動ローラ213を上述の調整手段216でステアリング動作させた場合、2次転写ニップが変化し、記録材Pへの安定した2次転写動作に支障となる可能性があるため、ローラ215を調整手段216によって調整されるステアリングローラとする構成の方が望ましい。
図20は示す画像形成装置100Bは、図5、図6で説明したベルト搬送装置200の構成を、ベルト状の転写部材としての二次転写ベルト265を備えたユニットである2次転写ベルト機構260に適用したものである。2次転写ベルト機構260は、複数の張架手段としてのローラ261、262、263、264と、ローラ261、262、263、264に巻き掛けられて張架された無端ベルトからなる転写部材としての二次転写ベルト265を備えている。2次転写ベルト機構260と定着装置240の間には、二次転写部N5を通過した記録材Pを定着装置240に向かって搬送する搬送装置270が配置されている。搬送装置270は、複数の張架手段としてのローラ271、272と、ローラ271、272に巻き掛けられて張架された無端ベルトからなる搬送部材としての搬送ベルト273を備えている。
このような構成の画像形成装置100Bにおいては、記録材Pに2次転写されずに中間転写ベルト218上に残った残トナーや、中間転写ベルト218から2次転写ベルト265に転写された不要トナーが、中間転写ベルト218や2次転写ベルト265にそれぞれ当接する負荷手段としてのクリーニングブレード220、266により除去される。
また、2次転写ベルト機構260においても、中間転写ユニットと同様に、上術のステアリング機構、張力付与手段としてのテンション機構、クリーニング機構および二次転写ベルト265に転写されるトナー像の画像濃度や位置ずれを検出するためのテスト画像検出機構等を配置する必要があり、ローラ261〜264で無端ベルトからな2次転写ベルト265を張架搬送する必要がある。これらの理由から、各ローラの間隔を大きくすることが困難であり、ベルト位置補正感度を大きく、線形に近い挙動とするためには、ステアリングローラの上流側ローラと2次転写ベルト265の間の摩擦力を小さく、隣接する2つのローラと二次転写ベルト265の間の摩擦力を大きくする必要がある。
また、図20において、中間転写ベルト218と2次転写ベルト265の間に形成される2次転写部N5には、記録材Pにカラー画像を2次転写するために、転写バイアス電圧が印加されるとともに、高い転写圧が付与される。具体的には、中間転写ベルト218を張架し2次転写部N5に対向する2次転写対向ローラであるローラ261に対し、2次転写ベルト265を張架して2次転写部N5に対向するとともに、転写バイアス電圧を印加するローラ261が、数10から数100Nの力で押圧された状態で回転する。さらに、記録材Pに対する2次転写の効率を向上するために、従動ローラ213、ローラ(二次転写ローラ)261の少なくとも一方は、変形可能な弾性体で構成され、従動ローラ213とローラ261の間には、ベルト搬送方向Aとベルト幅方向Wに、ある程度の幅を有する2次転写ニップが形成される。このとき、2次転写ニップにおいてローラ(二次転写ローラ)261と2次転写ベルト265の間には、大きな摩擦力が生じる。ローラ263をステアリングローラとした場合、ベルト位置補正感度を大きく、線形に近い挙動とするためは、ローラ263(ステアリングローラ)の上流側ローラであるローラ262と2次転写ベルト265の間の摩擦力を小さく、隣接するローラ263、ローラ(二次転写ローラ)261と2次転写ベルト265の間の摩擦力を大きくする必要がある。このため、ローラ261を2次転写ローラとすることで、2次転写ベルト265との間の摩擦力を大きくできる。
ローラ261をステアリングローラとした場合も、ローラ261と2次転写ベルト265の間の摩擦力を大きくすることが出来るが、ローラ261を上記の調整手段でステアリング動作させた場合、2次転写ニップが変化し、記録材Pへの安定した2次転写動作の支障となる可能性がある。このため、ローラ262を上記の調整手段でステアリング動作させるステアリングローラとする構成のほうが望ましい。
調整手段216と上流側張架手段の間で生じるベルト幅方向変形の大きさでベルト寄り補正感度が決定され、ベルト幅方向変形は調整手段216と上流側張架手段のベルト搬送方向距離が大きいほど大きくなる。調整手段216の上流側隣接張架手段214とベルトの間の摩擦力を小さくすることで、ベルト幅方向変形が生じる張架手段を調整手段隣接張架手段よりさらに上流側の張架手段である従動ローラ213に変更でき、調整手段216とベルト幅方法変形を生じる従動ローラ213のベルト搬送方向距離を大きくすることができるとともに、従動ローラ213と中間転写ベルト218の間は転写圧により作用する摩擦力は大きくなるため、すべりを防止することができ、ベルト寄り補正感度を大きくすることができる。
このため、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、小型、低コストな構成で、無端ベルトの寄りおよび斜行を確実に補正することで、画像歪みを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
このため、寄りガイド部材等、ベルト高速駆動の障害となる構成を用いることなく、画像出力の大幅な高速化が可能であるとともに、小型、低コストな構成で、無端ベルトの寄りおよび斜行を確実に補正することで、画像歪みを防止できるため、出力画像の大幅な高画質化が可能な画像形成装置を実現できる。
101〜104 複数の像担持体
200、200A、200B ベルト搬送装置、転写装置、記録材搬送手段
211〜213 複数の張架手段
213 転写部対向張架手段
214,215 複数の張架手段、姿勢調整される張架手段
214a、215a 張架手段の一端
214b、215b 張架手段の他端
216 調整手段、第1の調整手段、ベルト寄り位置調整手段
217 調整手段、第2の調整手段、ベルト傾斜調整手段
218 無端状のベルト部材、ベルト状の転写体、ベルト状の搬送部材
219 駆動手段
220、266 負荷手段
224 張力付与手段
260 転写ユニット
261〜264 複数の張架手段
265 転写部材
A ベルト搬送方向
B 直交する方向
D 張力付与方向
E 記録材搬送方向
N5 転写部
P 記録材
Tb、Tc ベルトテンション
X1、X2 ベルト搬送距離
W ベルト幅方向
θ1〜θ3 ベルト巻付角
μ1〜μ3 摩擦係数
Claims (14)
- 複数の張架手段に巻き掛けられた無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材を搬送移動させる駆動手段と、
前記複数の張架手段のうちの何れかの張架手段を前記ベルト部材に張力を付与する張力付与方向に付勢する張力付与手段と、
前記複数の張架手段のうちの少なくとも1つの張架手段の一端を他端に対してベルト幅方向と直交する方向に相対的に移動させることで、前記何れかの張架手段の姿勢を調整する調整手段と、
前記ベルト部材に当接し、前記ベルト部材の搬送に対する負荷を生じさせる負荷手段を有し、
前記駆動手段により前記ベルト部材を搬送移動し、前記調整手段によりベルト位置を補正するベルト搬送装置であって、
前記張力付与手段の付勢力により生じるベルトテンションをTb、前記負荷手段の負荷により生じるベルトテンションをTcとし、前記調整手段で姿勢調整される張架手段に対し、ベルト搬送方向の上流側に位置する少なくとも1つの張架手段と前記ベルト部材の間のベルト巻付角をθ1、摩擦係数をμ1、前記少なくとも1つの張架手段に対し、前記ベルト搬送方向で隣接する2つの張架手段と前記ベルト部材の間のベルト巻付角をθ2、θ3、摩擦係数をμ2、μ3としたとき、前記ベルト巻付角θ1及び摩擦係数μ1と、前記ベルト巻付角θ2、θ3及び摩擦係数μ2、μ3との関係が、
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ2×cos((180−θ2)/2)×(Tb+Tc)
μ1×cos((180−θ1)/2)×(Tb+Tc)<μ3×cos((180−θ3)/2)×(Tb+Tc)
となるベルト搬送装置。 - 前記調整手段で姿勢調整される張架手段よりも前記ベルト搬送方向の上流側で隣接する少なくとも1つの張架手段は、前記ベルト部材を張架する張架手段のうち、ベルト巻付角が略40度以下である張架手段を除いた前記張架手段の中で、前記調整手段で姿勢調整される張架手段に対し、前記ベルト搬送方向の上流側においてベルト搬送距離が近い張架手段である請求項1に記載のベルト搬送装置。
- 前記調整手段は、前記複数の張架手段のうちの何れかの張架手段の姿勢を調整する第1の調整手段と、前記複数の張架手段のうちの前記第1の調整手段によって姿勢調整される張架手段以外の張架手段の一端を他端に対して前記ベルト幅方向に直交する方向に相対的に移動させる第2の調整手段を有し、
前記駆動手段により前記ベルト部材を搬送し、前記第1の調整手段および第2の調整手段により前記ベルト位置を補正するとともに、
前記第2の調整手段によって姿勢調整される張架手段は、前記第1の調整手段で姿勢制御される張架手段よりも前記ベルト搬送方向の上流側において隣接する張架手段である請求項1又は2に記載のベルト搬送装置。 - 前記第1の調整手段は、前記ベルト搬送方向と直行する方向の前記ベルト位置を調整するベルト寄り位置調整手段であり、
前記第2の調整手段は、前記ベルト搬送方向に対するベルト傾きを補正するベルト傾斜調整手段である請求項3に記載のベルト搬送装置。 - 前記張力付与手段で張力を付与される張架手段は、前記調整手段で姿勢調整される張架手段よりも前記ベルト搬送方向の上流側において隣接する少なくとも1つの張架手段である請求項1又は2に記載のベルト搬送装置。
- 像が形成される像担持体と、
前記像担持体上の像が転写されるベルト状の転写体と、前記転写体を回転移動可能に支持する複数の張架手段を有する転写装置を備えた画像形成装置であって、
前記転写装置は、前記請求項3又は4に記載のベルト搬送装置であり、
前記第1の調整手段により前記転写体の搬送方向と直行する方向の位置が調整可能とされ、前記第2の調整手段により前記転写体の搬送方向に対する傾きが補正可能とされた画像形成装置。 - 像が形成される像担持体と、
前記像担持体上の像が転写されるベルト状の転写体と、前記転写体を回転移動可能に支持する複数の張架手段を有する転写装置を備えた画像形成装置であって、
前記転写装置は、前記請求項1、2又は5に記載のベルト搬送装置であり、
前記調整手段により前記転写体の主走査方向位置を調整可能とされた画像形成装置。 - 像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された像を転写する位置に記録材を搬送するベルト状の搬送部材と、前記搬送部材を回転移動可能に支持する複数の張架手段とを有する記録材搬送手段を備えた画像形成装置であって、
前記記録材搬送手段は、前記請求項3又は4に記載のベルト搬送装置であり、
前記第1の調整手段により前記記録材の搬送方向と直行する方向の位置が調整可能とされ、前記第2の調整手段により前記記録材の搬送方向に対する傾きが補正可能とされた画像形成装置。 - 像が形成される像担持体と、
前記像担持体に形成された像を転写する位置に記録材を搬送するベルト状の搬送部材と、前記搬送部材を回転移動可能に支持する複数の張架手段とを有する記録材搬送手段を備えた画像形成装置であって、
前記記録材搬送手段は、前記請求項1、2又は5に記載のベルト搬送装置であり、
前記調整手段により前記記録材の主走査方向位置を調整可能とされた画像形成装置。 - 前記像担持体は、色の異なる像がそれぞれ形成される複数の像担持体であって、
前記転写体には、前記複数の像担持体に形成された異なる色の像が転写される請求項6又は7に記載の画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記転写体に転写されたトナー像を記録材に転写する転写部を有するとともに、前記調整手段で調整される張架手段に対しベルト搬送方向上流側に位置する張架手段にベルト搬送方向で隣接する2つの張架手段の一方は、転写体であるベルト部材および記録材を介し転写部と当接する転写部対向張架手段であることを特徴とする画像形成装置。 - 像が形成される像担持体と、
前記像担持体上の像が転写される転写体と、
複数の張架手段によって回転移動可能に支持され、前記転写体に転写された像を記録材に転写するベルト部材で構成された転写部材を備えた転写ユニットを備えた画像形成装置であって、
前記転写ユニットは請求項3又は4に記載のベルト搬送装置であり、
前記第1の調整手段により前記転写ユニットの搬送方向と直行する方向の位置が調整可能とされ、前記第2の調整手段により前記転写ユニットの搬送方向に対する傾きが補正可能とされた画像形成装置。 - 像が形成される像担持体と、
前記像担持体上の像が転写される転写体と、
複数の張架手段によって回転移動可能に支持され、前記転写体に転写された像を記録材に転写するベルト部材で構成された転写部材を備えた転写ユニットを備えた画像形成装置であって、
前記転写ユニットは、請求項1、2又は5に記載のベルト搬送装置であり、
前記調整手段により前記転写ユニットの主走査方向位置を調整可能とされた画像形成装置。 - 請求項13に記載の画像形成装置において、
前記調整手段で調整される張架手段に対し、ベルト搬送方向上流側に位置する張架手段にベルト搬送方向で隣接する2つの張架手段の一方は、前記転写部材である無端ベルトおよび前記記録材を介し前記転写体と当接する転写体対向張架手段であることを特徴とする画像形成装置。
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JP2017075057A JP2017075057A (ja) | 2017-04-20 |
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