JP4438992B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、搬送ベルト、中間転写ベルトなどのベルトユニットを備える画像形成装置に関し、さらに詳しく言えば、ベルトユニットの位置決めに関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus including a belt unit such as a conveyance belt and an intermediate transfer belt, and more particularly to positioning of a belt unit.
近年、画像形成装置のフルカラー化とプリント速度の向上及び装置小型化の要望が急激に高まっている。その要望を満たすために、いわゆる4連タンデム方式の画像形成装置が増えている。4連タンデム方式は、像担持体及び現像装置等からなる作像ユニットを4つ搬送ベルト(転写ベルト)あるいは中間転写ベルト等のベルトユニットに対向させて並べ、各像担持体上のトナー像を直接用紙上に重ね転写、または中間転写ベルト上に重ね転写した後に用紙上に一括転写させるものであり、短時間でフルカラー画像が得られることを特徴としている。 In recent years, there has been a rapid increase in demand for full-color image forming apparatuses, improved printing speeds, and smaller apparatuses. In order to satisfy this demand, so-called quadruple tandem image forming apparatuses are increasing. In the quadruple tandem system, four image forming units including an image carrier and a developing device are arranged facing a belt unit such as a transfer belt (transfer belt) or an intermediate transfer belt, and a toner image on each image carrier is arranged. It is directly transferred onto a sheet or transferred onto an intermediate transfer belt and then transferred onto the sheet at once, and is characterized in that a full color image can be obtained in a short time.
このような方式の画像形成装置におけるベルトユニットの位置決めとしては、従来、ベルトを駆動する駆動ローラ上に主基準を設けることが多かった。
例えば、特開2001−324858号公報(特許文献1)には、中間転写ユニットの駆動軸を基準としてクリーニング部材や支持板を位置決めすることが記載されている(段落[0039])。
In order to position the belt unit in the image forming apparatus of this type, conventionally, a main reference is often provided on a driving roller for driving the belt.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-324858 (Patent Document 1) describes positioning a cleaning member and a support plate with reference to a drive shaft of an intermediate transfer unit (paragraph [0039]).
また、特開2000−235309号公報(特許文献2)には、ベルト駆動ローラの中心軸と同一軸上に配置した第1及び第2のガイドローラにより、装置本体にベルトユニットを装着する際に最初に位置決めをなすことが記載されている(段落[0025]、図2)。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-235309 (Patent Document 2) discloses that when the belt unit is mounted on the apparatus main body by the first and second guide rollers disposed on the same axis as the central axis of the belt driving roller. First, positioning is described (paragraph [0025], FIG. 2).
しかしながら、ベルトユニットにおける主基準として駆動ローラ軸を設定したとしても、従基準に関してはその位置を規定するものがなく、単純にレイアウト上の都合によって決定されることが多かった。そのような構成では、従基準の公差バラツキによってはベルトの寄りが悪化して、最悪の場合ローラの正規位置からベルトが外れてしまい、ベルトが破損するなどの現象が発生するという問題があった。 However, even if the drive roller shaft is set as the main reference in the belt unit, the position of the sub-reference is not specified, and it is often determined simply by the convenience of the layout. In such a configuration, there is a problem in that the belt misalignment deteriorates depending on the tolerance variation of the reference standard, and in the worst case, the belt is detached from the normal position of the roller and the belt is damaged. .
その対策として、従来は、部品精度・組み立て精度を厳しく管理したり、ローラの位置調整を行なうなどして、ベルトの外れや破損を防止していた。しかし、部品精度・組み立て精度を厳しく管理することはコストの上昇につながるという問題がある。 As countermeasures, conventionally, the precision of parts and assembly are strictly controlled, and the position of the roller is adjusted to prevent the belt from being detached or damaged. However, there is a problem that strict management of component accuracy and assembly accuracy leads to an increase in cost.
本発明は、搬送ベルトや中間転写ベルトなどのベルトユニットを備える画像形成装置における上述の問題を解決し、ベルトユニットの位置決めを低コストで容易に行なうことができ、ベルト寄りの発生しにくい画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-described problems in an image forming apparatus including a belt unit such as a conveyance belt and an intermediate transfer belt, and can easily perform positioning of the belt unit at low cost, and image formation that hardly causes belt misalignment. It is an object to provide an apparatus.
前記の課題は、本発明により、駆動ローラとテンションローラを含む少なくとも2本の支持ローラに無端状ベルトを張設したベルトユニットを備え、該ベルトユニットの本体装置に対する位置決めを前記駆動ローラの軸にて行なう画像形成装置において、前記ベルトが掛け渡される支持ローラのうちベルト周方向における距離が最も長くなる2つのローラとして前記駆動ローラとテンションローラを設定するとともに、前記ベルトユニットの本体装置に対する位置決めの従基準として、前記駆動ローラ及びテンションローラを支持する両側側板間を貫通する従基準軸を、前記駆動ローラとテンションローラ間のベルトループ内に前記支持ローラとは別に配置して設けたことにより解決される。 According to the present invention, there is provided a belt unit in which an endless belt is stretched on at least two support rollers including a driving roller and a tension roller, and positioning of the belt unit with respect to a main body device is performed on the shaft of the driving roller. In the image forming apparatus, the drive roller and the tension roller are set as two rollers having the longest distance in the belt circumferential direction among the support rollers on which the belt is stretched, and the belt unit is positioned with respect to the main body device. as sub-reference, solved by a sub-reference axis that passes through between both side plates for supporting the driving roller and a tension roller, wherein the support rollers within the belt loop between the drive roller and the tension roller is provided disposed separately Is done.
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記テンションローラが、前記従基準軸の理想位置に対して略平行に移動可能に設けられていることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記テンションローラの移動可能な方向が、前記テンションローラにおける前記ベルトの巻き付き角度の略1/2の方向であり、かつ、前記ベルトに対するテンション方向と略同一であることを提案する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes that the tension roller is provided so as to be movable substantially parallel to the ideal position of the slave reference shaft.
In order to solve the above-described problem, the present invention is directed to a direction in which the tension roller can be moved in a direction that is approximately a half of a winding angle of the belt on the tension roller, and a tension direction with respect to the belt. We propose that it is almost the same.
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記従基準軸が、前記駆動ローラの軸と前記テンションローラの軸を結ぶ線上又はその近傍に配置されることを提案する。 In order to solve the above problems, the present invention proposes that the sub-reference shaft is arranged on or near a line connecting the shaft of the drive roller and the shaft of the tension roller.
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ベルトの基材がポリイミド樹脂であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ベルトユニットが、記録媒体を保持して搬送しながら像担持体より画像を転写させる転写搬送ベルトであることを提案する。
Moreover, in order to solve the said subject, this invention proposes that the base material of the said belt is a polyimide resin.
In order to solve the above problems, the present invention proposes that the belt unit is a transfer conveyance belt that transfers an image from an image carrier while holding and conveying a recording medium.
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記ベルトユニットが、像担持体から画像を転写されて保持した後に記録媒体上に転写させる中間転写ベルトであることを提案する。 In order to solve the above-described problems, the present invention proposes that the belt unit is an intermediate transfer belt that transfers an image onto an image recording medium after the image is transferred and held from an image carrier.
本発明の画像形成装置によれば、ベルトユニットのベルトが掛け渡される支持ローラのうちベルト周方向における距離が最も長くなる2つのローラとして駆動ローラとテンションローラを設定するとともに、ベルトユニットの本体装置に対する位置決めの従基準として、駆動ローラ及びテンションローラを支持する両側側板間を貫通する従基準軸を駆動ローラとテンションローラ間のベルトループ内に支持ローラとは別に配置して設けたので、ベルトテンションがローラ両端にて偏差を持つことによって、テンションローラの平行度を保つように補正される。したがって、ベルトの寄りが防止され、ベルトの破損等も未然に防止される。また、支持ローラとは別に配置して設けたユニットの両側側板間を貫通する従基準軸により容易にベルトユニットの位置決めが行われる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the drive roller and the tension roller are set as the two rollers having the longest distance in the belt circumferential direction among the support rollers on which the belt of the belt unit is stretched, and the main body device of the belt unit As a secondary reference for positioning with respect to the belt roller, a secondary reference shaft that penetrates between both side plates that support the drive roller and the tension roller is provided separately from the support roller in the belt loop between the drive roller and the tension roller. Is corrected so as to maintain the parallelism of the tension roller. Therefore, the belt is prevented from being displaced and the belt is prevented from being damaged. Further, the belt unit can be easily positioned by the slave reference shaft that passes between both side plates of the unit provided separately from the support roller .
請求項2の構成により、テンションローラが従基準軸の理想位置に対して略平行に移動可能に設けられているので、ベルトテンションの偏差による補正作用が効率的に行なわれる。 According to the second aspect of the present invention, since the tension roller is provided so as to be movable substantially parallel to the ideal position of the slave reference shaft, the correction action due to the deviation of the belt tension is efficiently performed.
請求項3の構成により、テンションローラの移動可能な方向がベルトの巻き付き角度の略1/2の方向であり、かつ、ベルトに対するテンション方向と略同一であるので、補正がなされる場合における抵抗を更に低減させ、より効率的な補正が行われる。 According to the configuration of the third aspect, since the direction in which the tension roller can be moved is approximately ½ of the belt winding angle and substantially the same as the tension direction with respect to the belt, the resistance when correction is made is reduced. Further reduction and more efficient correction are performed.
請求項4の構成により、従基準軸が駆動ローラの軸とテンションローラの軸を結ぶ線上又はその近傍に配置されるので、従基準の主基準に対する平行度による影響からのテンションローラのねじれを最小とし、ベルトの寄り力を低減させることができる。 According to the configuration of the fourth aspect, since the secondary reference shaft is arranged on or near the line connecting the shaft of the drive roller and the tension roller, twisting of the tension roller from the influence of the parallelism with respect to the primary reference of the secondary reference is minimized. Thus, the belt offset force can be reduced.
請求項5の構成により、ベルトの基材がポリイミド樹脂であるので、テンションローラの平行度を保つように補正がなされる場合でもベルトの伸び・縮みが抑制され、したがってベルト寄りの補正がより効率的に行われ、ベルト寄りの発生が確実に抑制される。 With the configuration of claim 5, since the base material of the belt is a polyimide resin, even when correction is performed so as to maintain the parallelism of the tension roller, the expansion / contraction of the belt is suppressed, and therefore correction of the belt shift is more efficient. Therefore, the occurrence of belt deviation is reliably suppressed.
請求項6の構成により、記録媒体を保持して搬送しながら像担持体より画像を転写させる転写搬送ベルトのベルト寄りが防止される。また、画像品質を維持することができる。 According to the configuration of the sixth aspect, the belt of the transfer conveyance belt that transfers the image from the image carrier while holding and conveying the recording medium is prevented. Further, the image quality can be maintained.
請求項7の構成により、像担持体から画像を転写されて保持した後に記録媒体上に転写させる中間転写ベルトのベルト寄りが防止される。また、画像品質を維持することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to prevent the intermediate transfer belt from being displaced from the intermediate transfer belt which is transferred onto the recording medium after the image is transferred and held from the image carrier. Further, the image quality can be maintained.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタの概略構成を示す断面図である。この図に示すカラープリンタは、本体のほぼ中央部に4つの(4色分の)作像ユニット(画像ステーション)を並設している。その4連の作像ユニットの上側にベルトユニット10を、下側に光書込み装置8を配設している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a full-color printer which is an example of an image forming apparatus according to the present invention. The color printer shown in this figure has four image forming units (image stations) (image stations) arranged substantially in the center of the main body. The
各作像ユニットは像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkをそれぞれ有し、その回りには専用の帯電器30Y、30C、30M、30Bk、現像装置50Y、50C、50M、50Bk、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bk、クリーニング装置40Y、40C、40M、40Bk等を備えている。
Each image forming unit has
これら作像ユニットの1つを図2に拡大して示す。なお、図2では、各色作像ユニットを表すY,C,M,Bkの符号を省略している。
図2に示すように、現像装置50は開口部を有する現像ケース55、感光体ドラム20表面に近接対向するように配置された現像ローラ51、現像ローラ51上の現像剤を一定の高さに規制する現像ブレード52、現像ローラ51と対向する位置に配された第1搬送スクリュ53と第2搬送スクリュ54等により構成されている。
One of these image forming units is shown enlarged in FIG. In FIG. 2, the symbols Y, C, M, and Bk representing the color image forming units are omitted.
As shown in FIG. 2, the developing
また、クリーニング装置40は開口部を有するクリーニングケース43、感光体ドラム20上の残留トナーをクリーニングするためのクリーニングブレード41、クリーニングした廃トナーを不図示の廃トナーボトルに搬送する廃トナースクリュ42等により構成されている。
The
また、ベルトユニット10は中間転写ベルト11、感光体ドラム20上のトナー像を中間転写ベルト11に転写するための1次転写ローラ12、それらの部品を保持する中間転写ベルトケース13等にて構成されている。なお30は帯電装置としての帯電ローラ、31は帯電ローラのクリーニングローラ、Lは光書込み装置8からのレーザー光を示す。
The
図1に戻り、装置本体の左上方に記された符号9は、トナーを補給するトナーボトルを示すものであり、左からイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黒(Bk)のトナーが充填されており、ここから不図示の搬送経路によって、所定の補給量だけ各色作像ユニットの現像装置50Y、50C、50M、50Bkにトナーが補給される。
Returning to FIG. 1, reference numeral 9 shown at the upper left of the apparatus main body indicates a toner bottle for replenishing toner. From the left, yellow (Y), cyan (C), magenta (M), black (Bk The toner is supplied to the developing
カラー画像の形成動作は、転写紙2が装置本体下部に配置された給紙カセット1から給紙ローラ3でフィードされ、転写紙2の先端がレジストローラ対4まで到達すると不図示のセンサによって検知され、この検出信号でタイミングを取りながら、レジストローラ対4によって転写紙2を2次転写ローラ5と中間転写ベルト11のニップ部に搬送する。
The color image forming operation is detected by a sensor (not shown) when the transfer paper 2 is fed from the paper feed cassette 1 disposed at the lower part of the apparatus body by the paper feed roller 3 and the leading edge of the transfer paper 2 reaches the registration roller pair 4. Then, the transfer sheet 2 is conveyed to the nip portion between the secondary transfer roller 5 and the
一方、各色作像ユニットでは、あらかじめ帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって一様に帯電させられた感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、光書込み装置8によりレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置50Y、50C、50M、50Bkにより現像され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkの表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。
On the other hand, in each color image forming unit, the
次に1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkに電圧が印加され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上のトナーが、中間転写ベルト11上に順次転写されていく。この時、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト11上に形成された画像は、2次転写ローラ5の位置まで搬送され、転写紙2に2次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙2は、定着装置6に搬送されて熱定着され、排紙ローラ7で排紙される。
Next, a voltage is applied to the
感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上に残留したトナーは、それぞれのクリーニング装置40Y、40C、40M、40Bkでクリーニングされ、その後、直流に交流成分のバイアスが重畳印加された帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって除電と同時に帯電され、次の作像に備えられる。また、中間転写ベルト11上の残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置19によってクリーニングされ、次の作像工程に備えられる。
The toner remaining on the
図3は、ベルトユニット10の外観斜視図である。また、図4は、ベルトユニットの内部構成が分るように、中間転写ベルト11を非表示にして示した斜視図である。これらの図に示すように、中間転写ベルト11が掛け渡される駆動ローラ21,テンションローラ23及び転写前ローラ16は、2枚の側板14,15に支持されている。駆動ローラ21の両側軸端にはベアリング17,18が圧入されており、このベアリング17,18が装置本体に設けられた位置決め穴60,61(図9)に嵌合することによって駆動ローラ21の位置が決まるようになっている。駆動ローラ21の位置が決まることで、駆動ローラ21(の軸)がベルトユニット10の位置決めにおける主基準となる。
FIG. 3 is an external perspective view of the
また、図4に示すように、ベルトユニット10の位置決めにおける従基準となる軸(従基準軸)22が、側板14,15を貫通して設けられている。この従基準軸22が装置本体に設けられた基準穴62,63(図9)と嵌合することにより、ベルトユニットの姿勢を決めている。なお、1次転写手段としての各転写ローラ12(図1)も側板14,15に支持される。
Further, as shown in FIG. 4, a shaft (secondary reference shaft) 22 serving as a secondary reference in positioning the
図5は、テンションローラ23を示す斜視図である。この図に示すように、テンションローラ23の両側端部には、支持板24,24が図示しないベアリングを介して装着されており、テンションローラ23は支持板24に対して回転可能になっている。図6に拡大して示すように、支持板24には摺動突起26が設けられている。その摺動突起26の側面にはスプリング受け部があり、そこに加圧スプリング25がセットされている。加圧スプリング25は、ローラ23の軸に対して略垂直な位置関係となるように受け部にセットされている。図6に示さない他端側の支持板24も同様である。
FIG. 5 is a perspective view showing the
また、テンションローラ23を支持する側板14,15には、図7に示すように、摺動穴27が形成されている。図7では一方側の側板14のみを図示しているが、他方側の側板15も同様である。
Further, as shown in FIG. 7, sliding
そして、図8に示すように、テンションローラ23の支持板24の摺動突起26を側板14(15)の摺動穴27に嵌合させることにより、テンションローラ23が側板14(15)に回転可能に支持される。摺動突起26と摺動穴27の嵌合は遊嵌であり、図8に太矢印で示す如く摺動突起26が、すなわちテンションローラ23が側板14,15に対して移動可能に構成されている。摺動穴27は、図7から分るように側板の長手方向に長い形状となっている。摺動突起26をこの摺動穴27に嵌合させた時、前述の加圧スプリング25,25が側板14,15に対してセットされ、加圧スプリング25,25がテンションローラ23を、駆動ローラ21から離れる方向に加圧し、中間転写ベルト11にテンションを与える。
Then, as shown in FIG. 8, the
図9は、ベルトユニット10を図1のプリンタ本体にセットし、位置決めした様子を簡略的に示す模式図である。上述したように、駆動ローラ21の両側軸端に設けたベアリング17,18を装置本体側の位置決め穴60,61に嵌合させることで主基準が決まる。また、従基準軸22を装置本体側の基準穴62,63に嵌合させることで従基準が決まる。
FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing how the
ところで、従基準軸22の主基準である駆動ローラ21に対する平行度にズレが生じた場合には、側板(14,15)自身にねじれを生じさせてしまうことになる。仮に、テンションローラ23が側板14,15に固定される構成の場合には、図10に示すようにテンションローラ23自身の駆動ローラ21に対する平行度も同じくズレてしまう。そうなるとベルトの寄り力(ローラ軸方向に寄る力)が増大し、ベルトの破損につながる可能性がある。
By the way, when the parallelism with respect to the
一方、本実施の形態では、中間転写ベルト11の周方向において前後のローラ間隔が最も長くなるローラとして駆動ローラ21とテンションローラ23を設けている。駆動ローラ21とテンションローラ23間の距離をL1,テンションローラ23と転写前ローラ16間の距離をL2,転写前ローラ16と駆動ローラ21間の距離をL3とすると、本例では、L1>L2>l3となっている。このような構成とすることにより、従基準軸22がズレた場合でも、図11に示すように、テンションローラ23はベルト11の周長とのつりあいにより、ベルトテンションがローラ両端にて偏差を持つ(図10で説明すると、ローラ23の下側端部におけるベルトテンションが上側端部におけるベルトテンションより大きい)ことによって、テンションローラ23の平行度を保つように補正される。
On the other hand, in the present embodiment, the driving
この補正作用は、図11のようにベルトユニットを上から見た(平面図の)場合だけでなく、図12に示すA方向から見た場合も同様に働くものである。これについて、図13〜15を参照して説明する。 This correction action works not only when the belt unit is viewed from above (in a plan view) as shown in FIG. 11, but also when viewed from the direction A shown in FIG. This will be described with reference to FIGS.
図13は、ベルトユニット10の各ローラを図12のA方向から見た正面図である。この図では、従基準軸22はズレておらず、テンションローラ23ともども駆動ローラ21に対する平行度が保たれている状態である。
13 is a front view of the rollers of the
図14に示すように、従基準軸22にズレが生じた場合、テンションローラ23自身の駆動ローラ21に対する平行度も同じくズレてしまう。しかし、この図の場合では、テンションローラ23の右側端部におけるベルトテンションが左側端部におけるベルトテンションより大きいので、ローラ23の右側端部を押し下げるような力が働き、図15に示すようにテンションローラ23の平行度を保つように補正される。
As shown in FIG. 14, when the
設計上、従基準軸22とテンションローラ23の位置関係は、それぞれ主基準(本例では駆動ローラ21)からの位置から追われるもので、従基準軸22がテンションローラ23に与える影響(テンションローラ23の主基準に対するねじれ)は、それぞれの主基準からの距離の総和に比例することになる。これは、各加工寸法は距離が短い方が寸法精度を保ち易いためであり、本発明にしたがって、従基準軸22を転写ベルト11のベルトループ内を(側板14,15を)貫通させ、かつ、従基準軸22を駆動ローラ21とテンションローラ23間に設けることにより、上記距離の総和を最小とし、従基準の主基準に対する平行度による影響からのテンションローラ23のねじれを最も小さくすることができ、ベルトの寄り力を低減させることができる。このため、本実施の形態では、ベルトユニット10の位置決め精度が向上され、また、中間転写ベルト11が掛け渡されるローラの平行度が高められてベルトの寄り力が低減することで、ベルトの破損等も未然に防止される。
In the design, the positional relationship between the
特に、図12から分るように、従基準軸22を駆動ローラ21の軸とテンションローラ23の軸を結ぶ線上又はその近傍に配置することによって、従基準の主基準に対する平行度による影響からのテンションローラ23のねじれを最小とし、ベルトの寄り力を低減させることができる。
In particular, as can be seen from FIG. 12, by arranging the
また、上述したように、テンションローラ23はベルトユニットの側板14,15に対して移動(変位)可能に構成されている。その移動方向は、従基準軸22の理想位置に対して略平行に(理想状態の従基準軸22と駆動ローラ21を含む平面と略平行に)設定されている。さらに、摺動穴27の長手方向すなわちテンションローラ23の移動方向は、テンションローラ23へのベルト11の巻き付き角度の略1/2の角度の方向(ローラ周面におけるベルト巻き付き範囲の略中央部とローラ軸とを結ぶ方向)となっており、テンションローラ23を加圧する方向と略同一になっている。これらにより、図9〜15で説明したベルトテンションの偏差による補正作用が容易に行なわれることになり、ベルト寄りの発生を抑制することができる。
Further, as described above, the
すなわち、テンションローラ23の移動方向を従基準軸22の理想位置に対して略平行に設定したことで、テンションローラ23の補正がなされる場合における抵抗(摺動突起26と側板14,15との摺動負荷)を低減させ、効率的な補正が行われる。
That is, by setting the moving direction of the
また、テンションローラ23の移動方向がテンションローラ23へのベルト11の巻き付き角度の略1/2の角度の方向であることにより、ベルトテンションによる補正力の作用する方向とテンションローラ23の移動方向が略一致するので、補正がなされる場合における抵抗を更に低減させ、より効率的な補正が行われる。
In addition, since the moving direction of the
次に、中間転写ベルト11について説明する。
本実施の形態で用いているような中間転写ベルトあるいは搬送ベルト(転写ベルト)としては、機械強度を示すヤング率が30000kg/cm2 以上であることが望ましい。この強度を保てる材料としてはポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンまたはポリエーテルエーテルケトン等の機械特性に優れた樹脂が挙げられる。特に入手のし易さからポリイミドが好ましい。ポリイミド樹脂は、従来使用されてきた熱可塑性樹脂と比較して、駆動時のベルトの変形が小さいという特長がある。
Next, the
As an intermediate transfer belt or a conveyance belt (transfer belt) used in this embodiment, it is desirable that Young's modulus indicating mechanical strength is 30000 kg / cm 2 or more. Examples of materials that can maintain this strength include resins having excellent mechanical properties such as polyimide, polyethersulfone, polyetherketone, or polyetheretherketone. In particular, polyimide is preferable because it is easily available. The polyimide resin has a feature that the deformation of the belt at the time of driving is small as compared with a conventionally used thermoplastic resin.
ポリイミド樹脂は、一般にテトラカルボン酸二無水物とジアミンまたはジイソシアネートとをモノマー成分として縮重合により合成されたポリマーである。上記二無水物のテトラカルボン酸成分としては、ピロメリット酸、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン酸、ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸、2,3,5,6−ビフェニルテトラカルボン酸、2,2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,3′,4,4′−アゾベンゼンテトラカルボン酸、ビス(2,3−ジカルポキシフェニル)メタン、ビス(3,4−ジカルポキシフェニル)メタン、β,β−ビス(3,4−ジカルポキシフェニル)プロパン、β,β−ビス(3,4−ジカルポキシフェニル)ヘキサフオロプロパン等が挙げられる。 A polyimide resin is generally a polymer synthesized by condensation polymerization using tetracarboxylic dianhydride and diamine or diisocyanate as monomer components. Examples of the tetracarboxylic acid component of the dianhydride include pyromellitic acid, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid, 2,3,5, 6-biphenyltetracarboxylic acid, 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic acid Acid, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3 ′, 4,4′-azobenzenetetracarboxylic acid, bis ( 2,3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane, β, β-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, β, β-bis (3,4 Radical Po hydroxyphenyl) hex-off Oro propane.
ジアミン成分としては、m−フェニルジアミン、p−フェニルジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノクロロベンゼン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、2,4′−ジアミノナフタレビフェニル、ベンジジン、3,3−ジメチルベンジジン、3,3′−ジメトキシベンジジン、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(オキシ−p,p′−ジアニリン;ODA)、4,4′−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−ジアミノフェニルスルホン、4,4′−ジアミノアゾベンゼン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、β,β−ビス(4−アミンフェニル)プロパン等が挙げられる。前記イソシネート成分とした上記したジアミン成分におけるアミノ基がイソシネート基に置換した化合物が挙げられる。これらポリイミドの市販品としては、例えばODAをジアミン成分とするピロメリット酸系ポリイミド(カプトンHA:デュポン社製)や、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸系ポリイミド(ユーピレックスS:宇部興産(株)製)等が挙げられる。 Examples of the diamine component include m-phenyldiamine, p-phenyldiamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 1, 4-diaminonaphthalene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4'-diaminonaphthalebiphenyl, benzidine, 3,3-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 3,4 ' -Diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether (oxy-p, p'-dianiline; ODA), 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-diaminophenyl sulfone, 4,4'-diaminoazobenzene, 4,4'-diamy Diphenylmethane, beta, beta-bis (4-amine phenyl) propane. The compound which substituted the amino group in the above-mentioned diamine component made into the said isocyanate component with the isocyanate group is mentioned. Commercially available products of these polyimides include, for example, pyromellitic acid-based polyimide (Kapton HA: manufactured by DuPont) having diamine as a diamine component, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid-based polyimide (Upilex S: Ube Industries, Ltd.).
基材に分散させる導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト等の導電性炭素系物質、アルミニウム、銅合金等の金属または合金、更には、酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、過塩素酸リチウム、過塩素酸第四級アンモニウム、第四級アンモニウムクロライド、トリフルオロメタンスルホン酸ナトリウム等の電解質等の1種または2種以上の微粉末が用いられる。上記金属酸化物は、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものであってもよい。 Examples of the conductive agent dispersed in the base material include conductive carbon materials such as carbon black and graphite, metals or alloys such as aluminum and copper alloys, and tin oxide, zinc oxide, antimony oxide, indium oxide, and potassium titanate. , Conductive metal oxides such as antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO) and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO), lithium perchlorate, quaternary ammonium perchlorate, quaternary ammonium chloride One or two or more fine powders such as an electrolyte such as sodium trifluoromethanesulfonate are used. The metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, calcium carbonate, and magnesium silicate.
これらの導電剤の中でも、価格および環境安定性の点でカーボンブラックが好ましい。さらに分散性の観点から、三井金属(株)製の平均粒子径が0.1μmの酸化錫系複合酸化物(製品名:UF),0.3μmの亜鉛系酸化物(パストランType−II)、平均粒子径が0.4μmの硫酸バリウム表面に錫系酸化物を被覆したもの(パストランType−IV)、0.2μmのATO、0.2μmのITO等の平均粒子径が1μm以下の金属酸化物も好適に用いられる。導電性金属酸化物は、各種シラン系カップリング剤の1種または2種以上で表面処理することが好ましい。表面処理された金属酸化物は、基材を構成する樹脂との相溶性が向上するため、その分散が均一になり、基材の抵抗値のバラツキが抑制される。 Among these conductive agents, carbon black is preferable in terms of price and environmental stability. Furthermore, from the viewpoint of dispersibility, a tin oxide composite oxide (product name: UF) with an average particle size of 0.1 μm manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., a zinc oxide (Pastran Type-II) with 0.3 μm, Metal oxide with an average particle size of 1 μm or less, such as a barium sulfate surface with an average particle size of 0.4 μm coated with tin-based oxide (Pastran Type-IV), 0.2 μm ATO, 0.2 μm ITO, etc. Are also preferably used. The conductive metal oxide is preferably surface-treated with one or more silane coupling agents. Since the surface-treated metal oxide is improved in compatibility with the resin constituting the base material, the dispersion thereof becomes uniform and variation in the resistance value of the base material is suppressed.
ところで、ベルト駆動時の負荷によるベルトの伸び・縮み(変位量)は、ベルト材料のヤング率に逆比例することが知られている。すなわち、ベルト材料のヤング率とベルト駆動時の負荷による変位量との関係は、下記の式(1)で表すことができる。 By the way, it is known that the expansion / contraction (displacement amount) of the belt due to the load during driving of the belt is inversely proportional to the Young's modulus of the belt material. That is, the relationship between the Young's modulus of the belt material and the amount of displacement due to the load when the belt is driven can be expressed by the following equation (1).
ΔL = α・P・L/(t・w・E)・・・・・・(1)
ここで、
ΔL:ベルトの変位量(μm)
α:係数
P:負荷(N)
I:2本のテンションロール間のベルトの長さ(mm)
t:ベルト厚み(mm)
w:ベルト幅(mm)
E:ベルト材料のヤング率(N/mm2 )
ΔL = α · P · L / (t · w · E) (1)
here,
ΔL: Belt displacement (μm)
α: Coefficient P: Load (N)
I: Belt length between two tension rolls (mm)
t: Belt thickness (mm)
w: Belt width (mm)
E: Young's modulus of belt material (N / mm 2 )
PC、PVDF等の従来使用されてきた熱可塑性樹脂材料は、カーボンブラックを分散したときのヤング率が24000kg/cm2 以下である。これに対して、本例においては、表面層(Ba)の樹脂材料のヤング率を30000kg/cm2 以上と大きくしたので、ベルト駆動時の外乱(例えば、ベルト表面にクリーニングブレードが当接したり離れたりする時に発生する負荷変動)が同一である場合、ベルトの伸び・縮みが従来より25%以上少なくなる。したがって、高品質の転写画像が安定して得られる。ベルト駆動時の外乱によるベルトの変位量を少なくして、良質の転写画質を得るためには、ベルトの厚みは50μm以上であることが好ましい。また、ベルトが厚くなりすぎると、テンションロールの部位でのベルト表面の変形が大きくなり、カラー画像を形成する場合、多重トナー像の位置がずれて色ズレが発生するようになるので、ベルトの厚みは50〜300μm、特に70〜200μmの範囲にあることが好ましい。 Conventionally used thermoplastic resin materials such as PC and PVDF have a Young's modulus of 24000 kg / cm 2 or less when carbon black is dispersed. In contrast, in this example, since the Young's modulus of the resin material of the surface layer (Ba) is increased to 30000 kg / cm 2 or more, disturbances during driving of the belt (for example, the cleaning blade comes into contact with or separates from the belt surface). When the load fluctuations generated when the belts are the same), the belt stretch / shrinkage is reduced by 25% or more than the conventional one. Therefore, a high-quality transfer image can be obtained stably. In order to reduce the amount of displacement of the belt due to disturbance during driving of the belt and obtain a high-quality transfer image quality, the thickness of the belt is preferably 50 μm or more. If the belt becomes too thick, deformation of the belt surface at the portion of the tension roll will increase, and when forming a color image, the position of the multiple toner image will shift and color misregistration will occur. The thickness is preferably in the range of 50 to 300 μm, particularly 70 to 200 μm.
このようなヤング率の優れたベルトを使用すると、従基準軸の主基準に対する平行度がずれた場合、テンションローラがそのズレを調整すべく位置を駆動ローラに対して平行を保とうとした場合に発生するテンションローラ端部のテンションの偏差によるベルト周長の伸びばらつきが抑えられる。ベルトの伸びにばらつきが発生し周長差が発生した場合には、ベルト寄り力は増加・悪化する。したがって、ベルト周長にばらつきが少ないことは、ベルト寄り力を更に縮小することを可能とする。そのため、ヤング率の優れたベルトを使用することで、ベルト寄りの補正がより効率的に行われ、ベルト寄りの発生が確実に抑制される。 When such a belt with excellent Young's modulus is used, when the parallelism of the secondary reference shaft deviates from the main reference, the tension roller tries to keep the position parallel to the drive roller to adjust the deviation. Variations in belt peripheral length elongation due to the generated tension deviation at the end of the tension roller can be suppressed. When the belt elongation varies and the circumferential length difference occurs, the belt shifting force increases or deteriorates. Accordingly, the fact that there is little variation in the belt circumferential length makes it possible to further reduce the belt shifting force. Therefore, by using a belt having an excellent Young's modulus, correction of the belt shift is performed more efficiently, and the occurrence of the belt shift is reliably suppressed.
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図1のような中間転写方式の画像形成装置に限らず、用紙を転写搬送ベルトに保持させて搬送しながら像担持体から用紙上にトナー像を転写させる方式でも良い。その場合、ベルトユニットは転写搬送ベルトユニットである。また、単に用紙を搬送するだけのベルトユニットにも本発明の適用は可能である。
As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this.
For example, the present invention is not limited to the intermediate transfer type image forming apparatus as shown in FIG. 1, and may be a system in which a toner image is transferred from an image carrier onto a sheet while being conveyed while being held on a transfer conveyance belt. In this case, the belt unit is a transfer conveyance belt unit. The present invention can also be applied to a belt unit that simply conveys a sheet.
ベルトを張架するローラの数も2本に限らず、3本あるいはそれ以上の数であっても良い。また、テンションローラにおける加圧部の構成も任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリあるいはそれらの複合機でも構わない。 The number of rollers for stretching the belt is not limited to two, and may be three or more. Moreover, the structure of the pressurization part in a tension roller is also arbitrary. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copying machine, a facsimile machine, or a complex machine thereof.
10 ベルトユニット
20 感光体ドラム(像担持体)
11 中間転写ベルト
12 1次転写ローラ
14,15 側板
16 転写前ローラ
21 駆動ローラ
22 従基準軸
23 テンションローラ
25 加圧スプリング
26 摺動突起
27 摺動穴
60,61 位置決め穴
62,63 基準穴
10
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ベルトが掛け渡される支持ローラのうちベルト周方向における距離が最も長くなる2つのローラとして前記駆動ローラとテンションローラを設定するとともに、
前記ベルトユニットの本体装置に対する位置決めの従基準として、前記駆動ローラ及びテンションローラを支持する両側側板間を貫通する従基準軸を、前記駆動ローラとテンションローラ間のベルトループ内に前記支持ローラとは別に配置して設けたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus comprising a belt unit in which an endless belt is stretched on at least two support rollers including a driving roller and a tension roller, and positioning the belt unit with respect to a main body device by the shaft of the driving roller.
While setting the drive roller and the tension roller as two rollers with the longest distance in the belt circumferential direction among the support rollers on which the belt is stretched,
As a secondary reference for positioning the belt unit with respect to the main body device, a secondary reference shaft that penetrates between both side plates that support the drive roller and the tension roller is used, and the support roller is in a belt loop between the drive roller and the tension roller. An image forming apparatus provided separately .
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