JP4654729B2 - Image forming apparatus and transfer device used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成された画像を記録材に転写する転写装置としてベルト転写方式を採用した態様の画像形成装置及びこれに用いられる転写装置に関する。
BACKGROUND OF THE
従来における画像形成装置として例えば電子写真方式を採用した中間転写型のカラー画像形成装置モデルを例に挙げると、感光体ドラム等の像担持体上に形成された各色成分トナー像を中間転写体(例えば中間転写ベルト)上に順次一次転写し、この中間転写体上に一次転写された多色トナー像を一括転写装置にて記録材に一括(二次)転写するようにしたものが知られている。
この種の一括転写装置の代表的態様としては、所謂ロール転写方式が挙げられる(例えば特許文献1参照)。これは、例えば中間転写体としての中間転写ベルトの表面側に転写ロールを圧接配置すると共に、この転写ロールに対向した中間転写ベルトの裏面側にバックアップロール(通常は中間転写ベルトの張架ロールを兼用)を配置し、転写ロール及びバックアップロール間に転写電界を形成することで、中間転写ベルト上の多色トナー像を記録材側へ一括転写するものである。
As an example of a conventional image forming apparatus, for example, an intermediate transfer type color image forming apparatus model adopting an electrophotographic method, each color component toner image formed on an image carrier such as a photosensitive drum is transferred to an intermediate transfer body ( For example, it is known that primary transfer is sequentially performed on an intermediate transfer belt), and a multi-color toner image primary-transferred onto the intermediate transfer member is transferred to a recording material in a batch (secondary) by a batch transfer device. Yes.
A typical embodiment of this type of batch transfer apparatus is a so-called roll transfer system (see, for example, Patent Document 1). For example, a transfer roll is disposed in pressure contact with the front side of an intermediate transfer belt as an intermediate transfer member, and a backup roll (usually a tension roll of the intermediate transfer belt is provided on the back side of the intermediate transfer belt facing the transfer roll). And a multi-color toner image on the intermediate transfer belt is collectively transferred to the recording material side by forming a transfer electric field between the transfer roll and the backup roll.
また、一括転写装置の他の代表的態様としては、ベルト転写方式が挙げられる(例えば特許文献2,3参照)。これは、複数の張架ロールに転写搬送ベルトを掛け渡すと共に、上流側に位置する張架ロールのいずれか一つを転写ロールとして機能させると共に、前記転写ロールに対応した転写搬送ベルト部分を中間転写ベルトの表面側に圧接配置し、この転写ロールに対応した中間転写ベルトの裏面側にバックアップロールを配置し、転写ロール及びバックアップロール間に転写電界を作用させ、転写ロール及びバックアップロール間に位置する転写ニップ域の下流側に転写搬送ベルトによる記録材案内面を配置するようにしたものである。本態様によれば、転写後の記録材は転写搬送ベルトによって案内搬送されるため、ロール転写方式に比べて、記録材の剥離不良を有効に防止でき、しかも、剥離後の記録材の搬送性を良好に保つことができる。
Another typical embodiment of the batch transfer apparatus is a belt transfer system (see, for example,
ところで、特許文献1記載のロール転写方式にあっては、転写ロールの製造誤差、取付姿勢誤差や中間転写ベルトの張力の誤差等に起因し、転写部位にて記録材がスキューしてしまい、記録材上の画像が傾くという不具合があるため、これを防止する上で、画像平行度調整機構を搭載したものが既に提供されている。
この画像平行度調整機構は、転写ロールのアライメントを変えることで、記録材のリードエッジスキュー又はサイドエッジスキューを無くし、結果として、記録材上の画像の傾きを調整するものである。
ところが、特許文献2,3に記載されたベルト転写方式において、ロール転写方式と同様に転写ロールのアライメント調整を行ったところ、記録材上の画像の傾き調整を行うことが困難であるという技術的課題が見出された。
By the way, in the roll transfer method described in
This image parallelism adjusting mechanism eliminates the lead edge skew or the side edge skew of the recording material by changing the alignment of the transfer roll, and as a result, adjusts the inclination of the image on the recording material.
However, in the belt transfer systems described in
この要因について検討したところ、ベルト転写方式において、転写ロールのアライメントを変えることで中間転写ベルトの進行方向調整を行おうとすると、同時に転写搬送ベルトの進行方向も変わってしまい、結果として調整前後で記録材のスキューが改善されない懸念がある。また、転写ロールのアライメント調整で転写搬送ベルトの進行方向が変わらないように転写搬送ベルトの表面摩擦係数を小さくすると、今度は記録材が転写搬送ベルト表面で滑ってしまい、やはり記録材上の画像の傾きを調整することが困難になってしまう。 When this factor was examined, in the belt transfer method, if the direction of travel of the intermediate transfer belt was adjusted by changing the alignment of the transfer roll, the direction of travel of the transfer conveyance belt also changed, resulting in recording before and after adjustment. There is a concern that the skew of the material will not be improved. Also, if the surface friction coefficient of the transfer / conveyance belt is reduced so that the direction of travel of the transfer / conveyance belt is not changed by adjusting the alignment of the transfer roll, the recording material will slip on the surface of the transfer / conveyance belt this time. It becomes difficult to adjust the inclination of the.
尚、このような技術的課題は、上述した中間転写型の画像形成装置に限られるものではなく、例えば感光体ベルト等の画像を直接記録材に転写する態様の直接転写型の画像形成装置についても同様に生ずるものである。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、ベルト転写方式を利点を生かしながら、転写部位における記録材上の画像の傾きを確実に調整可能な画像形成装置及びこれに用いられる転写装置を提供するものである。
Such a technical problem is not limited to the above-described intermediate transfer type image forming apparatus. For example, a direct transfer type image forming apparatus in which an image such as a photosensitive belt is directly transferred to a recording material. Also occurs in the same manner.
The present invention has been made to solve the above technical problems, and an image forming apparatus capable of reliably adjusting the inclination of an image on a recording material at a transfer site while taking advantage of a belt transfer system. A transfer apparatus used for this is provided.
すなわち、本発明は、図1(a)に示すように、画像が担持される像担持体1と、この像担持体1上の画像を記録材5に転写する転写装置4とを備えた画像形成装置において、転写装置4としては、複数の張架ロール6(例えば6a,6b)に回転可能に張架される転写搬送ベルト8と、複数の張架ロール6のうち少なくとも像担持体1に対向する張架ロール6aを兼用して像担持体1との間で転写搬送ベルト8を挟持するように転写搬送ベルト8の裏面に圧接配置され、転写搬送ベルト8の裏面に接触する表面部が対向する像担持体1部分より硬度の低い弾性部材からなる転写電界形成用の弾性転写ロール7と、この弾性転写ロール7の軸方向両端での食い込み量に差をつけることにより弾性転写ロール7にねじれを発生させ、このねじれ反力を転写搬送ベルト8を介して記録材5に作用させ、記録材5の搬送方向に直交する幅方向に対する画像の平行度を調整可能とする画像平行度調整機構9とを備え、前記画像平行度調整機構9は、前記弾性転写ロール7を軸方向一端を支点として揺動自在に支持すると共に、弾性転写ロール7の揺動自由端を昇降自在とし、更に、記録材5、転写搬送ベルト8表面間の摩擦係数をμ A 、弾性転写ロール7表面、転写搬送ベルト8裏面間の摩擦係数をμ B とした場合に、μ A <μ B の関係を満たすことを特徴とする。
That is, according to the present invention, as shown in FIG. 1A, an image is provided with an
このような技術的手段において、本発明に係る画像形成装置は、ベルト転写方式の転写装置を備えたものであればよく、直接転写型、中間転写型を問わず、また、カラーマシンのみならずモノクロマシーンをも対象とするが、像担持体1のうち転写装置4と対向する部分がベルト部材である態様で特に有効である。
ここで、転写装置4に対向する部分がベルト部材である像担持体1の代表的態様としては、画像が形成担持される像形成担持体2と、この像形成担持体2上の画像を記録材5に転写する前に中間的に保持搬送するベルト状の中間転写体3とを備えたものが挙げられ、所謂タンデム型、4サイクル型などの複数サイクル型を問わない。尚、タンデム型の場合には、中間転写体3に対向して複数の像形成担持体2(例えば2a〜2d)が配設され、また、ベルト状の中間転写体3は適宜数の張架ロール3a〜3cに張架される。
In such technical means, the image forming apparatus according to the present invention only needs to have a belt transfer type transfer device, regardless of whether it is a direct transfer type or an intermediate transfer type, and not only a color machine. Although it is also intended for a monochrome machine, it is particularly effective in a mode in which a portion of the
Here, as a typical embodiment of the
また、張架ロール6(例えば6a,6b)は図1(a)では2個示されているが、これに限られるものではなく複数あればよい。
更に、弾性転写ロール7は表面部が弾性部材からなるものであればよく、単層、複層を問わない。また、転写電界形成用として用いられるから通常導電性を備えている。
そして、この弾性転写ロール7は張架ロール6とは別に設けるようにしても差し支えないが、複数の張架ロール6のうち少なくとも像担持体1に対向する張架ロール6(本例では6a)を兼用することが好ましい。このように、転写搬送ベルト8の張架ロール6(6a)を兼用するようにすれば、部品点数を低減できるばかりか、転写搬送ベルト8の掛け渡し角度を大きく設定できる分、弾性転写ロール7のねじれ反力を転写搬送ベルト8を介して記録材に作用させ易い。
更にまた、転写搬送ベルト8は張架ロール6に張架されるものであれば樹脂、ゴムなど適宜材料を使用することが可能であり、弾性転写ロール7とこれに隣接する張架ロール6との間に位置する転写搬送ベルト8部分は通常記録材搬送面を構成するようになっている。
Moreover, although the two tension | tensile_strength roll 6 (for example, 6a, 6b) is shown by Fig.1 (a), it is not restricted to this, What is necessary is just two or more.
Furthermore, the
The
Furthermore, as long as the transfer /
また、画像平行度調整機構9は画像平行度を調整する機能を備えていればよいが、その調整原理としては、弾性転写ロール7の軸方向での食い込み量を変化させることに基づくものであれば適宜選定して差し支えない。
ここでいう画像平行度は、例えば図1(b)に示すように、記録材5の幅方向に対する画像の平行度合をいい、記録材5上の予め決められた作像領域Gの幅方向一端側でのライン画像長Loutと他端側でのライン画像長Linとの差ΔL(=Lout−Lin)で示す。尚、図1(b)においては、転写装置4の転写ニップ域のうち、ユーザーに近い側をOut側(画像形成装置の手前側に相当)、その逆側をIn側(画像形成装置の奥側に相当)とする。
そして、弾性転写ロール7の軸方向での食い込み量を変化させる手法としては、弾性転写ロール7を像担持体1側に向けて傾動させ、ニップ圧を変化させる態様、あるいは、転写搬送ベルト8の幅方向での張力を変化させる態様がある。
Further, the image parallelism adjusting
The image parallelism here refers to the degree of parallelism of the image with respect to the width direction of the
As a method for changing the amount of biting in the axial direction of the
また、本発明に係る画像平行度調整機構9の調整原理を図2及び図3に基づいて説明する。
先ず、図2(b)に示す比較モデル(例えば弾性転写ロール7’のみを用いたロール転写方式を想定)について検討してみるに、弾性転写ロール7’の軸方向での食い込み量を変化させると、食い込み量が多い方(食い込み量大)がニップ圧力が大きく、弾性転写ロール7’回転開始時にロール表面の回転によるシャフト7a/表面間のずれが発生する。このずれ量はニップ圧力の大きさに依存し、弾性転写ロール7’の軸方向両端(Out側、In側)でのニップ圧力差によるずれ量が弾性転写ロール7’にねじれを発生させ、このねじれ反力Rs’が図示外の記録材に働く。このねじれ反力Rs’は弾性転写ロール7’の食い込み量の少ない方(食い込み量小)に作用し、このねじれ反力Rs’が画像平行度に感度を与えるものと想定される。
The adjustment principle of the image parallelism adjusting
First, considering the comparative model shown in FIG. 2B (for example, assuming a roll transfer method using only the
これに対し、図2(a)に示す発明モデルについて検討してみるに、転写搬送ベルト8を張ると、転写搬送ベルト8の張力により弾性転写ロール7が局部的に弾性潰れ変形する(図2(a)中7b参照)。この状態において、弾性転写ロール7の軸方向での食い込み量を変化させると、弾性転写ロール7の軸方向でのニップ圧力差によるずれ量(シャフト7a/表面間のずれ)の差がねじれを発生させるが、このねじれ量は転写搬送ベルト8の張力による弾性転写ロール7の弾性潰れ変形により減少する。このため、弾性転写ロール7のねじれに伴うねじれ反力Rsは弾性転写ロール7の食い込み量の少ない方(食い込み量小)に作用するが、図2(b)に示す比較モデルの場合におけるねじれ反力Rs’と比べて小さくなる。それゆえ、この発明モデルでは、比較モデルに比べて、ねじれ反力Rsが画像平行度に与える感度が低くなる。
それゆえ、本発明にあっては、画像平行度調整機構9は、図3(a)に示すように、弾性転写ロール7の軸方向での食い込み量を変化させることに基づいて弾性転写ロール7にねじれを発生させただけでは足りず、このねじれ反力Rsを転写搬送ベルト8を介して記録材5に確実に作用させることが必要であり、これによって、図3(b)に示すように、前記ねじれ反力Rsによって記録材5上の作像領域Gの両端のライン画像長Lin、Loutの差を補正し、傾いた画像G’の画像平行度を調整可能とするものであればよい。
In contrast, when the invention model shown in FIG. 2A is examined, when the
Therefore, in the present invention, the image
また、画像平行度調整機構9を実現する上で本発明で採用されている態様としては、記録材5、転写搬送ベルト8表面間の摩擦係数をμA、弾性転写ロール7表面、転写搬送ベルト8裏面間の摩擦係数をμBとした場合に、μA<μBの関係を満たす態様が挙げられる。本態様によれば、記録材5の速度が変わる前に転写搬送ベルト8が弾性転写ロール7との間で滑ることがないので、弾性転写ロール7の食い込み量差に基づくねじれ反力が直接記録材5の幅方向両側の速度を変化させることができる点で好ましい。
Further, as an aspect adopted in the present invention for realizing the image
更に、弾性転写ロール7の好ましいねじれ特性としては、弾性転写ロール7の軸方向一端部を固定した状態で、前記他端部に転写圧力相当の力を受けたときの摩擦力によるトルク負荷4gf×14mmを周方向に加えた際のねじれ量をk、弾性転写ロール7のアスカC表面硬度をMとした場合に、k≧4×10−6M2−5×10−4M+1.97×10−2を満たすものが挙げられる。このような特性を備えていれば、弾性転写ロール7には画像平行度を調整する上で充分なねじれ反力が得られ易い点で好ましい。
Further, as a preferable twisting characteristic of the
更にまた、転写搬送ベルト8の好ましい伸長率条件としては、転写搬送ベルト8のベルト伸長率をBs(%)とすると、Bs≦1.12を満たすことが挙げられる。この種の転写搬送ベルト8を用いれば、画像平行度調整機構9で画像平行度を0に容易に調整することが可能である。
ここで、ベルト伸長率が大きすぎると、転写搬送ベルト8が弾性転写ロール7のねじれ変形を吸収してしまい、画像平行度調整機構9の感度が出し難くなる点で好ましくない。
Furthermore, as a preferable elongation rate condition of the transfer / conveying
Here, if the belt extension rate is too large, the transfer / conveying
また、本発明は上述した画像形成装置に限られるものではなく、この画像形成装置に用いられる転写装置4そのものをも対象とする。
The present invention is not limited to the above-described image forming apparatus, but also covers the
本発明に係る画像形成装置によれば、ベルト転写方式を採用した態様を前提とし、画像平行度調整機構を工夫し、弾性転写ロールの軸方向での食い込み量を変化させることに基づいて弾性転写ロールにねじれを発生させ、このねじれ反力を転写搬送ベルトを介して記録材に作用させ、記録材上の画像平行度を調整可能としたので、ベルト転写方式の利点である記録材の剥離性、搬送性を生かしながら、転写部位における記録材上の画像の傾きを確実に調整することができる。このため、画像平行度を常に0に調整することが可能になり、その分、画像平行度の良好な画像を簡単に形成することができる。
特に、本発明では、画像平行度調整機構として、弾性転写ロールの軸方向一端を支点とした揺動方式を採用しているので、弾性転写ロールの軸方向の揺動自由端の食い込み量を調整することで、弾性転写ロールに対し画像平行度を調整する上で十分なねじれ反力が得易い特性を付与することができるほか、記録材の速度が変わる前に転写搬送ベルトが弾性転写ロールとの間で滑ることがないので、弾性転写ロールの食い込み量差に基づくねじれ反力が直接記録材の幅方向両側の速度を変化させることができる。
また、このような画像形成装置に用いられる転写装置によれば、ベルト転写方式の利点を生かしながら、転写部位における記録材の画像の傾きを確実に調整することができる。
According to the image forming apparatus of the present invention, on the premise of the aspect adopting the belt transfer system, the image parallelism adjusting mechanism is devised, and the elastic transfer is based on changing the amount of biting in the axial direction of the elastic transfer roll. Since the roll is twisted and this twisting reaction force is applied to the recording material via the transfer conveyance belt, the image parallelism on the recording material can be adjusted. In addition, the inclination of the image on the recording material at the transfer site can be reliably adjusted while making use of the transportability. For this reason, the image parallelism can always be adjusted to 0, and an image with a good image parallelism can be easily formed accordingly.
In particular, in the present invention, as the image parallelism adjusting mechanism, a swinging method using one axial end of the elastic transfer roll as a fulcrum is adopted, so that the amount of biting at the free swing end of the elastic transfer roll in the axial direction is adjusted. Thus, it is possible to give the elastic transfer roll a characteristic that it is easy to obtain a twisting reaction force sufficient to adjust the image parallelism, and the transfer conveyance belt is connected to the elastic transfer roll before the speed of the recording material is changed. Therefore, the torsional reaction force based on the difference in biting amount of the elastic transfer roll can directly change the speed on both sides in the width direction of the recording material.
Further, according to the transfer device used in such an image forming apparatus, it is possible to reliably adjust the inclination of the image of the recording material at the transfer site while taking advantage of the belt transfer method.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図4は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態1の全体構成を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、中間転写型のタンデム式カラー画像形成装置であり、例えば電子写真方式にて4つの各色成分(本実施の形態ではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)トナー像を形成する作像ユニット20(20a〜20d)と、各作像ユニット20にて形成された各色成分トナー像を順次転写(一次転写)保持する中間転写ベルト30と、中間転写ベルト30上に多重転写された多色トナー像を記録材Pに一括転写(二次転写)する一括転写装置50とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the first embodiment of the image forming apparatus to which the present invention is applied.
In the figure, the image forming apparatus is an intermediate transfer type tandem color image forming apparatus, for example, that forms toner images of four color components (in this embodiment, yellow, magenta, cyan, and black) by electrophotography. An image forming unit 20 (20a to 20d), an
本実施の形態において、作像ユニット20(20a〜20d)は、夫々感光体ドラム21を有し、この感光体ドラム21の周囲には、感光体ドラム21が帯電されるコロトロン等の帯電装置22,帯電された感光体ドラム21上に静電潜像が書き込まれるレーザー走査装置等の露光装置23、感光体ドラム21上に書き込まれた静電潜像が各色成分トナーにて可視像化される現像装置24、感光体ドラム21上のトナー像が中間転写ベルト30に転写される一次転写装置25及び感光体ドラム21上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ26を夫々配設したものである。
In the present embodiment, each of the image forming units 20 (20 a to 20 d) has a
また、中間転写ベルト30は、例えば塩化ビニール、ポリイミドにカーボンブラック等が混練された体積抵抗率106〜1015Ω・cm程度の無端ベルトからなり、複数(本実施の形態では5つ)の張架ロール31〜35に掛け渡されており、張架ロール31〜32間に各感光体ドラム21の配列方向に沿って略直線的に延びる直線部を有している。
そして、本実施の形態では、張架ロール31が図示外の駆動モータにて駆動される駆動ロールとして用いられ、また、張架ロール32〜35が従動ロールとして用いられる。そして、張架ロール33が中間転写ベルト30の蛇行規制用のステアリングロール(例えば軸方向一端を支点として傾動自在なロール構成を採用)として用いられると共に、張架ロール34が後述する一括転写装置50のバックアップロールとして用いられる。
更に、張架ロール31に対向した中間転写ベルト30の表面側には、記録材Pへの一括転写後に中間転写ベルト30上に残留したトナーを除去するためにベルトクリーナ36が設けられている。
The
In this embodiment, the
Further, a
更に、本実施の形態では、一括転写装置50は、例えば図4及び図5に示すように、複数(例えば2つ)の張架ロール51,52に転写搬送ベルト53を張架したものである。尚、張架ロール51に対向した転写搬送ベルト53の表面側にはベルトクリーナ54(例えばブレードクリーニング方式を採用)が配設されている。
ここで、転写搬送ベルト53はクロロブレン等の材料を用いた体積抵抗率106〜1012Ω・cmの半導電性ベルトであり、一方の張架ロール51を弾性転写ロール55として構成し、この弾性転写ロール55を転写搬送ベルト53を介して中間転写ベルト30に所定の転写ニップ域nにて圧接配置すると共に、中間転写ベルト30の張架ロール34をバックアップロールとして対向配置し、一方の張架ロール51位置から他方の張架ロール52位置に向けて記録材Pの搬送経路を形成するものである。
Further, in the present embodiment, the
Here, the
そして、本例では、弾性転写ロール55は金属製シャフト55aの周囲に発泡ウレタンゴムやEPDMにカーボンブラック等の配合した弾性層55bを被覆した構成になっている。
更に、張架ロール(バックアップロール)34には導電性の給電ロール56を介して転写バイアス電源57からの転写バイアスが印加されており、一方、弾性転写ロール55は金属製シャフト55aを介して接地されており、弾性転写ロール55及びバックアップロール34間に所定の転写電界が形成されるようになっている。尚、張架ロール52は接地されており、転写搬送ベルト53への蓄電を有効に防止するようになっており、また、転写搬送ベルト53の下流端での記録材Pの剥離性を考慮すると、張架ロール52を上流側の張架ロール51よりも小径にすることが有効である。
In this example, the
Further, a transfer bias from a transfer
特に、本実施の形態においては、画像平行度(〔0011〕参照)を調整するための画像平行度調整機構70が設けられている。
この画像平行度調整機構70は、図5及び図6に示すように、弾性転写ロール55の軸方向での食い込み量が可変調整可能な食い込み量調整機構71を備えるほか、記録材P、転写搬送ベルト53表面間Aの摩擦係数をμA、弾性転写ロール55表面、転写搬送ベルト53裏面間Bの摩擦係数をμBとした場合に、μA<μBの関係を満たすように設定するものである。尚、図6は図5中VI−VI線断面に相当し、転写ニップ域にて記録材Pをニップ搬送している状態を示す。
In particular, in the present embodiment, an image
As shown in FIGS. 5 and 6, the image
本例において、食い込み量調整機構71は、一対の軸受部材72,73にて回動支持される弾性転写ロール55を軸方向一端を支点74として揺動自在に支持し、弾性転写ロール55の揺動自由端を偏心カム75にて昇降自在とし、前記偏心カム75をモータ76にて所定量駆動回転することにより、弾性転写ロール55の揺動自由端側の食い込み量hを調整するようにしたものである。
このとき、食い込み量調整機構71による調整作業は、例えばユーザーが画像平行度をチェックするテストパターン画像を見て人為的に行うようにしてもよいし、あるいは、前記テストパターン画像をスキャナー等で読み込むことにより図示外の制御装置にて画像平行度を判断し、食い込み量調整機構による食い込み量を制御するようにする等適宜選定して差し支えない。
尚、図6中、符号77,78はバックアップロール34を回動自在に支持する軸受部材である。
In this example, the biting
At this time, the adjustment work by the biting
In FIG. 6,
更に、本実施の形態では、記録材搬送系80は、図4に示すように、供給トレイ81に収容された記録材Pをフィードロール82にて繰り出し、所定数の搬送ロール83にて搬送すると共にレジストロール84にて位置合わせした後に、一括転写装置50による一括転写部位に送り、しかる後、搬送ベルト85を経て定着装置90へと搬送し、定着装置90にて記録材P上の未定着トナー像を定着するようになっている。
Furthermore, in the present embodiment, the recording
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像プロセスについて説明する。
今、各作像ユニット20(20a〜20d)においては、各色成分の画像データが露光装置23に送られると、各作像ユニット20の感光体ドラム21上には各色成分毎の静電潜像が形成されると共に、対応する色トナーが収容された現像装置24にて各色成分トナー像が形成される。
そして、各感光体ドラム21上の色成分トナー像は、各感光体ドラム21と中間転写ベルト30とが接触する一次転写部位にて夫々一次転写装置25により中間転写ベルト30上に順次一次転写される。
この後、中間転写ベルト30上に一次転写された各色成分トナー像は一括転写部位(二次転写部位)へ搬送され、この一括転写部位に送られてきた記録材Pに対し一括転写装置50により一括転写される。
このとき、一括転写装置50は、中間転写ベルト30と転写搬送ベルト53との転写ニップ域に記録材Pを挟み込み、バックアップロール34及び弾性転写ロール55との間に形成される転写電界にて記録材Pに対し中間転写ベルト30上の各色成分トナー像を一括転写する。
しかる後、各色成分トナー像が転写された記録材Pは転写ニップ域の下流側に配置された転写搬送ベルト53の電界によって中間転写ベルト30から剥がされ、転写搬送ベルト53の記録材搬送面上に保持搬送され、転写搬送ベルト53の下流端にて剥離(自然剥離あるいは図示外の剥離部材による剥離)され、搬送ベルト85を経て定着装置90に送り込まれ、未定着トナー像の体着処理がなされる。
一方、一括転写後の中間転写ベルト30には幾分かの残留トナーが残留するが、これらの残留トナーはベルトクリーナ36によって除去される。
Next, an image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
Now, in each image forming unit 20 (20a to 20d), when image data of each color component is sent to the
The color component toner images on the respective
Thereafter, each color component toner image primarily transferred onto the
At this time, the
Thereafter, the recording material P onto which each color component toner image has been transferred is peeled off from the
On the other hand, some residual toner remains on the
このような作像プロセスにおいて、記録材P上の画像に傾きが見られるような場合には、画像平行度調整機構70による画像平行度の調整処理が行われる。
本例では、記録材P上の画像平行度をチェックするテストパターン画像を出力し、このテストパターン画像からユーザー自身の判断あるいは図示外の制御装置による判断に基づいて画像平行度の状態を制御装置に認識させ、この認識結果に基づいて食い込み量調整機構71に所定の制御信号を送出し、食い込み量調整機構71の食い込み量hを調整するようにすればよい。
このとき、図示外の制御装置は、図5及び図6に示すように、認識した画像平行度の調整代に応じた制御信号をモータ76に送り、偏心カム75を所定量回転させ、これに伴って、弾性転写ロール55の軸方向一端側の食い込み量hを調整する。
In such an image forming process, when the image on the recording material P is inclined, the image
In this example, a test pattern image for checking the image parallelism on the recording material P is output, and the state of the image parallelism is determined from the test pattern image based on the user's own judgment or judgment by a control device (not shown). Then, based on the recognition result, a predetermined control signal may be sent to the bite
At this time, as shown in FIGS. 5 and 6, the control device (not shown) sends a control signal corresponding to the recognized image parallelism adjustment allowance to the
この状態において、弾性転写ロール55の軸方向一端側の食い込み量h(実質的には弾性転写ロール55の軸方向他端側の食い込み量との差に相当)が適正であれば、この食い込み量hに伴って弾性転写ロール55にねじれが発生する。
特に、本例では、記録材P、転写搬送ベルト53表面間Aの摩擦係数をμA、弾性転写ロール55表面、転写搬送ベルト53裏面間Bの摩擦係数をμBとした場合に、μA<μBの関係を満たすようにしているため、弾性転写ロール55のねじれに伴うねじれ反力Rs(図2,図3参照)が転写搬送ベルト53を介して記録材Pに確実に作用することになり、このねじれ反力Rsに伴って記録材Pの一端側の速度が増速される。このため、記録材Pのスキューが補正されることになり、これに伴って、記録材P上の画像平行度が0になるように調整される。
In this state, if the amount of biting h on the one end side in the axial direction of the elastic transfer roll 55 (substantially equivalent to the amount of biting on the other end side in the axial direction of the elastic transfer roll 55) is appropriate, this biting amount. Along with h, the
Particularly, in this example, when the friction coefficient between the recording material P and the surface A of the
◎実施例1
本実施例は実施の形態に係る画像形成装置の具体的モデルを用い、食い込み量調整機構71の食い込み量hを適宜調整した際の画像平行度の変化を調べたものである。
以下に本実施例モデル及び比較例モデルについて説明する(図7(b)参照)。
<実施例モデル>
中間転写ベルト30:ポリイミド樹脂にカーボンブラック等を適当量含有させて体積抵抗率が106〜1015Ω・cmとなるように形成され、その厚みは例えば0.1mmに設定される。
一括転写装置50:
・転写搬送ベルト53:
クロロプレンに導電性カーボンブラックを分散させたものを基材とし、その表面にPTFE分散ウレタンエマルジョンを厚さ9μmコートしたものであり、全体として体積抵抗率が106〜1012Ω・cm、厚さが0.45mmとしたもの。
・弾性転写ロール55:
直径28mm、発泡ウレタンゴム又はEPDMに導電性カーボンブラックを配合させた肉厚10mmの弾性層を有する接地されたロール。
記録材P、転写搬送ベルト53、弾性転写ロール55間の摩擦係数(ここでは静摩擦係数)μA,μB:
μA<μBを満たし、かつ、μAが0.32である。
<比較例モデル>
以下の摩擦係数関係以外は実施例モデルと同様である。
記録材P、転写搬送ベルト53、弾性転写ロール55間の摩擦係数(ここでは静摩擦係数)μA,μB:
μA≧μBを満たし、かつ、μAが0.32である。
Example 1
This example uses a specific model of the image forming apparatus according to the embodiment, and examines a change in image parallelism when the biting amount h of the biting
Hereinafter, the present example model and the comparative example model will be described (see FIG. 7B).
<Example model>
Intermediate transfer belt 30: formed with an appropriate amount of carbon black or the like in a polyimide resin so as to have a volume resistivity of 10 6 to 10 15 Ω · cm, and its thickness is set to 0.1 mm, for example.
Batch transfer device 50:
Transfer transfer belt 53:
A material obtained by dispersing conductive carbon black in chloroprene as a base material and having a surface coated with a PTFE-dispersed urethane emulsion having a thickness of 9 μm, has a volume resistivity of 10 6 to 10 12 Ω · cm as a whole. Is 0.45 mm.
Elastic transfer roll 55:
A grounded roll having an elastic layer with a thickness of 10 mm in which conductive carbon black is blended with 28 mm in diameter, urethane foam rubber or EPDM.
Friction coefficients (here, static friction coefficients) between the recording material P, the
μ A <μ B is satisfied, and μ A is 0.32.
<Comparative model>
Except for the following friction coefficient relationship, it is the same as the example model.
Friction coefficients (here, static friction coefficients) between the recording material P, the
μ A ≧ μ B is satisfied, and μ A is 0.32.
実施例モデル及び比較例モデルにおいて、食い込み量調整機構71による食い込み量hを変化させていくと、実施例モデルでは、画像平行度が次第に変化して0に至ることになるが、比較モデルでは、画像平行度の変化量が小さく、画像平行度が0に至る結果にはならなかった。
従って、実施例モデルは、比較例モデルに比べて、画像平行度の調整感度が高いことが把握される。ここで、実施例モデルと比較例モデルとは、摩擦係数関係以外同じであることから、比較例モデルで画像平行度の調整感度が低いのは、記録材の速度が変わる前に転写搬送ベルトと弾性転写ロールとの間で滑ってしまうのに対し、実施例モデルで画像平行度の調整感度が高いのは、記録材の速度が変わる前に転写搬送ベルトと弾性転写ロールとの間で滑ることがないことに起因しているものと想定される。
In the example model and the comparative example model, when the bite amount h by the bite
Therefore, it is understood that the example model has higher adjustment sensitivity of the image parallelism than the comparative example model. Here, since the example model and the comparative example model are the same except for the friction coefficient relationship, the adjustment sensitivity of the image parallelism is low in the comparative example model because the transfer conveyance belt is changed before the speed of the recording material is changed. While the image model slides between the elastic transfer rolls, the image model has high sensitivity for adjusting the image parallelism, and it slips between the transfer conveyance belt and the elastic transfer roll before the recording material speed changes. It is assumed that this is due to the absence of
◎実施例2
本実施例は、3つの異なる方法で製造した弾性転写ロール(以下転写ロール1〜3と略記する)を用い、所定の条件下でねじりを与えた際のロールねじれ量をプロットし、各転写ロール1〜3のねじれ特性を調べたものである。
ここで、各転写ロール1〜3について説明すると、以下の通りである。
・転写ロール1:発泡ウレタンゴムに導電性カーボンブラックを配合させ、配合率と発泡率を変えた径φ28のロール。
・転写ロール2:EPDMに導電性カーボンブラックを配合させ、配合率を変えた径φ28のロール。
・転写ロール3:発泡ウレタンゴムに導電性カーボンブラックを配合させ、配合率と発泡率を変え、さらに表面に厚さ0.5mmのEPDMから成るゴム層を設けた径φ28のロール。
これらの転写ロール1〜3のロール硬度、ロール/ベルト摩擦係数(転写ロール1〜3と転写搬送ベルトとの間の摩擦係数に相当)を図8(a)に示す。
Example 2
In this example, elastic transfer rolls manufactured by three different methods (hereinafter abbreviated as transfer rolls 1 to 3) are used, and the amount of roll twist when twisting is applied under a predetermined condition is plotted. The torsional characteristics of 1 to 3 were examined.
Here, each of the transfer rolls 1 to 3 will be described as follows.
Transfer roll 1: A roll having a diameter of φ28 in which conductive carbon black is blended with foamed urethane rubber and the blending ratio and foaming ratio are changed.
Transfer roll 2: A roll having a diameter φ28 in which conductive carbon black is blended with EPDM and the blending ratio is changed.
Transfer roll 3: A roll having a diameter of φ28, in which conductive carbon black is mixed with foamed urethane rubber, the blending ratio and the foaming ratio are changed, and a rubber layer made of EPDM having a thickness of 0.5 mm is provided on the surface.
The roll hardness and roll / belt friction coefficient (corresponding to the friction coefficient between the transfer rolls 1 to 3 and the transfer conveyance belt) of these transfer rolls 1 to 3 are shown in FIG.
また、本実施例でのねじり条件は、図8(b)に示すように、転写ロール1〜3の一方の弾性層肉部端部を固定し、他方の弾性層肉部端部を転写圧力相当の力を受けたときの摩擦力によるトルク負荷α(gf)×d(mm)でねじるものとする。
ここで、トルク負荷の具体例としては、例えば転写の全荷重6000gf、転写ニップ長300mm、転写ニップ幅6mm、転写搬送ベルト/転写ロール間の静止摩擦係数が0.4の場合、全圧力が6000gf/(300×6)mm2となるので、転写ロール端から0.5mmの位置に働く摩擦力は(6000×0.5×0.4/300)=4gfとなる。このため、φ28の転写ロールに働くトルクは4gf×14mmとなる。
Further, as shown in FIG. 8B, the twisting condition in this embodiment is that one end of the elastic layer flesh portion of the transfer rolls 1 to 3 is fixed and the other end of the elastic layer flesh portion is transferred pressure. It shall be twisted with torque load α (gf) × d (mm) due to frictional force when receiving a considerable force.
Here, as a specific example of the torque load, for example, when the total transfer load is 6000 gf, the transfer nip length is 300 mm, the transfer nip width is 6 mm, and the static friction coefficient between the transfer conveyance belt / transfer roll is 0.4, the total pressure is 6000 gf. / (300 × 6) mm 2 , the frictional force acting at a position of 0.5 mm from the end of the transfer roll is (6000 × 0.5 × 0.4 / 300) = 4 gf. Therefore, the torque acting on the φ28 transfer roll is 4 gf × 14 mm.
各転写ロール1〜3のねじれ特性を図9に示す。
同図によれば、同じ硬度であれば、転写ロール1がねじれ量が最も小さく、転写ロール2、転写ロール3の方がねじれ量が大きいものであることが理解される。従って、弾性転写ロールとして転写ロール1〜3を用いた場合、転写ロール2,3の方が転写ロール1に比べて大きなねじれ反力が得られるものと言える。
The twist characteristics of the transfer rolls 1 to 3 are shown in FIG.
According to the figure, it is understood that if the hardness is the same, the
◎実施例3
本実施例は、実施例2で製造した各転写ロールを実施例1モデルに装備し、転写搬送ベルト53の伸長率を変え、各伸長率において転写ロール1〜3の転写ニップ域での食い込み量を変え、平行度傾きを測定したものである。
結果を図10に示す。尚、図10において、各転写ロール1〜3の硬度はアスカC50度であり、また、横軸は伸長率〔%〕、縦軸は平行度傾きであり、これは画像平行度ΔL(図1参照)〔単位:mm〕/食い込み量h〔単位:mm〕を意味する。
Example 3
In the present embodiment, each transfer roll manufactured in the second embodiment is mounted on the model of the first embodiment, the extension rate of the
The results are shown in FIG. In FIG. 10, the hardness of each of the transfer rolls 1 to 3 is
同図において、平行度傾き(食い込み量が大きい側の記録材の速度が遅くなるので通常負の値になる)が絶対値で0.5以上の領域で画像平行度の調整が可能であることが確認された。
この結果において、ねじれ特性(硬度に対するねじれ量)の小さい転写ロール1では、転写搬送ベルトの記録材搬送性が良好な伸長率0.5%以上の領域では画像平行度の調整ができないことが確認され、それ以外の転写ロール2,3では転写搬送ベルトの伸長率が1.12%以下で画像平行度を調整して0にすることが可能であることが確認された。尚、この結果は転写ロールの硬度に大きく左右されるものではなく、他の硬度についても同様な傾向であることを確認した。
In the figure, it is possible to adjust the image parallelism in a region where the parallelism inclination (which is usually a negative value because the speed of the recording material on the side where the amount of bite is large is slow) is 0.5 or more in absolute value. Was confirmed.
As a result, it is confirmed that the
以上の結果からすれば、転写ロール2のねじれ特性以上の弾性転写ロールであれば、ロール単体に記録材の速度に影響を及ぼすのに充分なねじれ反力が得られることから、記録材の幅方向両端部での速度を変化させることができる。
つまり、弾性転写ロールのねじれ量が、図9に示す転写ロール2のねじれ特性曲線y以上の値であれば画像平行度の調整を行う上で有効であるものと言える。
具体的には以下の数式を満たすものであればよい。
k≧4×10−6M2−5×10−4M+1.97×10−2
但し、kは弾性転写ロールのねじれ量、Mはロール硬度(アスカC硬度)である。
また、図10によれば、転写搬送ベルトの伸長率が1.12%以下であることが必要であることが理解される。これは、転写搬送ベルトの伸長率が大きすぎると、ねじれ反力が転写搬送ベルトに吸収されてしまい、転写搬送ベルトを介して記録材に作用し難いことに基づくものであり、所定の伸長率以下であれば、ねじれ反力が転写搬送ベルトに吸収されずに記録材に作用し、記録材の幅方向両端部での速度を変化させることができる。
Based on the above results, if the elastic transfer roll has a twist characteristic higher than that of the
That is, it can be said that it is effective in adjusting the image parallelism if the twist amount of the elastic transfer roll is a value equal to or larger than the twist characteristic curve y of the
Specifically, any material satisfying the following mathematical formula may be used.
k ≧ 4 × 10 −6 M 2 −5 × 10 −4 M + 1.97 × 10 −2
However, k is the twist amount of an elastic transfer roll, M is roll hardness (Asuka C hardness).
Further, according to FIG. 10, it is understood that the transfer / conveying belt needs to have an elongation rate of 1.12% or less. This is based on the fact that if the extension rate of the transfer conveying belt is too large, the torsional reaction force is absorbed by the transfer conveying belt and hardly acts on the recording material via the transfer conveying belt. If it is below, the torsional reaction force acts on the recording material without being absorbed by the transfer / conveying belt, and the speed at both ends in the width direction of the recording material can be changed.
1…像担持体,2(2a〜2d)…像形成担持体,3…中間転写体,3a〜3c…張架ロール,4…転写装置,5…記録材,6(6a,6b)…張架ロール,7…弾性転写ロール,8…転写搬送ベルト,9…画像平行度調整機構
DESCRIPTION OF
Claims (5)
転写装置は、複数の張架ロールに回転可能に張架される転写搬送ベルトと、
複数の張架ロールのうち少なくとも像担持体に対向する張架ロールを兼用して像担持体との間で転写搬送ベルトを挟持するように転写搬送ベルトの裏面に圧接配置され、転写搬送ベルトの裏面に接触する表面部が対向する像担持体部分より硬度の低い弾性部材からなる転写電界形成用の弾性転写ロールと、
この弾性転写ロールの軸方向両端での食い込み量に差をつけることにより弾性転写ロールにねじれを発生させ、このねじれ反力を転写搬送ベルトを介して記録材に作用させ、記録材の搬送方向に直交する幅方向に対する画像の平行度を調整可能とする画像平行度調整機構とを備え、
前記画像平行度調整機構は、前記弾性転写ロールを軸方向一端を支点として揺動自在に支持すると共に、弾性転写ロールの揺動自由端を昇降自在とし、更に、記録材、転写搬送ベルト表面間の摩擦係数をμ A 、弾性転写ロール表面、転写搬送ベルト裏面間の摩擦係数をμ B とした場合に、μ A <μ B の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising an image carrier on which an image is carried and a transfer device for transferring an image on the image carrier to a recording material,
The transfer device includes a transfer conveyor belt which is rotatably stretched around a plurality of tension rolls,
Among the plurality of stretching rolls, at least the stretching roll that faces the image carrier is used as a pressure roller and is arranged in pressure contact with the back surface of the transfer conveyance belt so as to sandwich the transfer conveyance belt with the image carrier . and an elastic transfer roller for transferring electric field formation surface portion in contact with the rear surface is made of a low elastic member hardness than the image bearing member portion facing,
The elastic transfer roll is twisted by making a difference in the amount of biting at both ends in the axial direction of the elastic transfer roll, and this twisting reaction force is applied to the recording material via the transfer conveying belt, in the recording material conveying direction. An image parallelism adjustment mechanism capable of adjusting the parallelism of the image with respect to the orthogonal width direction ,
The image parallelism adjusting mechanism supports the elastic transfer roll in a swingable manner with one end in the axial direction as a fulcrum, and allows the free end of the elastic transfer roll to move up and down, and further between the recording material and the transfer conveyance belt surface. the friction coefficient mu a, the elastic transfer roll surface, when the friction coefficient between the transfer conveyance belt back surface was μ B, μ a <image forming apparatus characterized by satisfying the relation of mu B.
弾性転写ロールの軸方向一端部を固定した状態で、前記他端部に転写圧力相当の力を受けたときの摩擦力によるトルク負荷4gf×14mmを周方向に加えた際のねじれ量をk、弾性転写ロールのアスカC表面硬度をMとした場合に、
k≧4×10−6M2−5×10−4M+1.97×10−2
を満たすことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
In a state where one end of the elastic transfer roll in the axial direction is fixed, k is the amount of twist when a torque load of 4 gf × 14 mm is applied in the circumferential direction due to frictional force when receiving a force corresponding to the transfer pressure at the other end. When the Asuka C surface hardness of the elastic transfer roll is M,
k ≧ 4 × 10 −6 M 2 −5 × 10 −4 M + 1.97 × 10 −2
An image forming apparatus characterized by satisfying the above.
転写搬送ベルトのベルト伸長率をBs(%)とすると、
Bs≦1.12を満たすことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
If the belt extension rate of the transfer conveyance belt is Bs (%),
An image forming apparatus satisfying Bs ≦ 1.12.
像担持体は、画像が形成担持される像形成担持体と、この像形成担持体上の画像を記録材に転写する前に中間的に保持搬送するベルト状の中間転写体とを備えたものであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image carrier includes an image forming carrier on which an image is formed and supported, and a belt-shaped intermediate transfer member that intermediately holds and conveys the image on the image forming carrier before being transferred to a recording material. An image forming apparatus.
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