(57)【要約】【課題】  ベルト部材２００のマークに汚れを付着させることによるマーク検知精度の悪化を抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】  ベルト部材２００として、磁性層２０２を形成したものを用いる。この磁性層２０２は、ポリイミド等の樹脂材料中にフェライト微粉末等の磁性材料が分散せしめられた素材からなる。かかる磁性層２０２に対しては、周知の磁気ヘッドにより、ベルト周方向において磁極を所定ピッチで反転させたり、所定の箇所だけ磁極を反転させたりした磁化パターンを書き込む。かかる磁化パターンを書き込んだ磁性層２０２を有するベルト部材２００においては、その磁化パターンを磁気ヘッドによって読み込ませることができる。そして、その磁性層２０２の磁化パターンに対し、従来の光反射マークによるパターンと同様の機能を発揮させる。【選択図】  図８
2007078972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端移動が可能になるように環状に形成されたベルト部材において、
ベルト周方向における所定箇所に磁力発生体を固定したことを特徴とするベルト部材。
【請求項２】
請求項１のベルト部材において、
複数の上記磁力発生体を、ベルト周方向の全周に渡って所定の間隔で固定したことを特徴とするベルト部材。
【請求項３】
無端移動が可能になるように環状に形成されたベルト部材において、
ベルト素材として、磁性材料を分散せしめたものを用いたことを特徴とするベルト部材。
【請求項４】
請求項３のベルト部材において、
ベルト素材として、磁性材料を分散せしめたものと、磁性材料を分散せしめていないものとを用い、少なくともベルト幅方向の一端部に対し、ベルト全周に渡って前者のベルト素材を用いたことを特徴とするベルト部材。
【請求項５】
請求項４のベルト部材において、
ベルト幅方向の両端部に対し、ベルト全周に渡って磁性材料を分散せしめた材料を用いたことを特徴とするベルト部材。
【請求項６】
環状に形成されたベルト部材を複数の張架部材によってループ内側で支えて張架しながら無端移動せしめるベルト装置において、
上記ベルト部材として、請求項１乃至５の何れかのベルト部材を用いるとともに、上記磁力発生体又は磁性材料の磁気を検知する磁気検知手段を設けたことを特徴とするベルト装置。
【請求項７】
請求項６のベルト装置において、
上記磁性材料に対して磁化パターンを書き込む磁気書込手段を設けたことを特徴とするベルト装置。
【請求項８】
環状のベルト部材を無端移動せしめるベルト装置と、該ベルト部材のループおもて面又はこれに保持されて搬送される記録体に可視像を記録する可視像記録手段とを備える画像形成装置において、
上記ベルト装置として、請求項６又は７のベルト装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端移動が可能になるように環状に形成されたベルト部材、このベルト部材を用いるベルト装置、及びこのベルト装置を用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の張架部材によって張架されながら無端移動せしめられる環状のベルト部材が様々な分野で用いられている。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、感光体等の潜像担持体や、中間転写体などとして、環状のベルト部材を用いる場合がある。電子写真方式では、次のようなプロセスで画像を形成する。即ち、まず、感光体等の潜像担持体を露光走査してそれに静電潜像を形成せしめ、この静電潜像に負または正極性に帯電したトナー等の現像剤を付着させてトナー像を得る。次いで、このトナー像を、潜像担持体上から転写紙等の記録体に直接転写するか、あるいは中間転写体を介して記録体に転写するかした後、加熱等によって記録体に定着せしめる。かかるプロセスにおいて、潜像担持体や中間転写体などとして、環状のベルト部材を用いるのである。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置に限らず、インクジェット方式や直接記録方式の画像形成装置でも、記録紙を搬送する手段として、環状のベルト部材を用いるものがある。例えば、インクジェット方式の画像形成装置においては、記録紙を環状の搬送ベルトによってインクジェットヘッドによる記録位置に搬送するものが知られている。また、直接記録方式の画像形成装置においては、記録紙を環状の搬送ベルトによってトナー飛翔装置による記録位置に搬送するものが知られている。なお、直接記録方式とは、例えば特許文献１に記載の画像形成装置のように、潜像担持体によらず、トナー飛翔装置から飛翔させたトナー群を記録体に直接付着させてトナー像を形成する方式である。
【０００４】
これらの画像形成装置において、ベルト部材の周方向の所定位置に設けた基準マークの検知タイミングに基づいて、作像開始タイミングや紙送りタイミングを決定するものがある。例えば、特許文献２には、ベルト部材たる中間転写ベルトの周方向における所定位置に設けた反射性の基準マークを反射型フォトセンサによって検知する画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、反射型フォトセンサによる基準マークの検知タイミングに基づいて、感光体に対する露光開始タイミングを決定している。
【０００５】
また、ベルト部材にその周方向に所定ピッチで並ぶように複数のマークを設け、これらマークの検知間隔に基づいて、ベルト部材の駆動速度を制御する画像形成装置も知られている（例えば、特許文献３に記載のもの）。この画像形成装置では、光反射性を有する複数のマークを反射型フォトセンサによって検知し、その検知間隔の変動に基づいて、ベルト部材の走行速度の変動を検知する。そして、速度変動があった場合には、走行速度を目的の速度に合わせるように、ベルト部材の駆動速度を増減する。これにより、ベルト部材の速度変動を抑えることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０７７３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１５２９７号公報
【特許文献３】特開２００３−２８０４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ベルト部材に設けた上述の基準マークや複数のマーク（以下、これらを総称して単にマークという）を反射型フォトセンサによって検知する従来の画像形成装置においては、次のような問題があった。即ち、ベルト部材に設けられたマークは、ベルト部材を長期間使用しているうちに、埃やトナーの付着によって徐々に汚れてくる。汚れによってセンサによるマーク検知が困難になると、適切な作像開始タイミングを決定することができなくなったり、ベルト部材の速度変動を誤検知してしまったりする。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のようなベルト部材、並びに、これを用いるベルト装置及び画像形成装置を提供することである。即ち、マークに汚れを付着させることによるマーク検知精度の悪化を抑えることができるベルト部材等である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動が可能になるように環状に形成されたベルト部材において、ベルト周方向における所定箇所に磁力発生体を固定したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のベルト部材において、複数の上記磁力発生体を、ベルト周方向の全周に渡って所定の間隔で固定したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、無端移動が可能になるように環状に形成されたベルト部材において、ベルト素材として、磁性材料を分散せしめたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のベルト部材において、ベルト素材として、磁性材料を分散せしめたものと、磁性材料を分散せしめていないものとを用い、少なくともベルト幅方向の一端部に対し、ベルト全周に渡って前者のベルト素材を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のベルト部材において、ベルト幅方向の両端部に対し、ベルト全周に渡って磁性材料を分散せしめた材料を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、環状に形成されたベルト部材を複数の張架部材によってループ内側で支えて張架しながら無端移動せしめるベルト装置において、上記ベルト部材として、請求項１乃至５の何れかのベルト部材を用いるとともに、上記磁力発生体又は磁性材料の磁気を検知する磁気検知手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６のベルト装置において、上記磁性材料に対して磁化パターンを書き込む磁気書込手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、環状のベルト部材を無端移動せしめるベルト装置と、該ベルト部材のループおもて面又はこれに保持されて搬送される記録体に可視像を記録する可視像記録手段とを備える画像形成装置において、上記ベルト装置として、請求項６又は７のベルト装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
これらの発明において、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、無端移動せしめられるベルト部材に固定された磁石等の磁力発生体の磁気を周知の磁気検知手段によって検知することで、磁力発生体をベルト部材の所定箇所に付したマークとして機能させることが可能になる。
また、請求項３の発明特定事項の全てを備えるものでは、磁性材料を含有せしめたベルト素材に磁化パターンを書き込み、それを周知の磁気検知手段によって検知することで、磁化パターンをベルト部材に付したマークとして機能させることが可能になる。
このように磁力発生体や磁化パターンをマークとして機能させる構成においては、たとえ磁力発生体や、磁化パターンを書き込んだベルト素材を、ベルト部材の長期使用に伴って汚したとしても、それらを磁気検知手段によって適切に検知させることができる。また、汚れを全く付着させないように、磁力発生体や、磁性材料を含有せしめたベルト素材を、ベルト部材の内包させても、それらの磁気を磁気検知手段によって適切に検知させることが可能である。よって、ベルト部材のマーク面での反射光を反射型フォトセンサで検知することでマークを検知していた従来の構成に比べて、マークに汚れを付着させることによるマーク検知精度の悪化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、タンデム方式のカラーレーザープリンタ（以下、単に「プリンタ」という）について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。また、転写手段たる転写ユニット２０、給紙カセット５０、搬送ローラ対５１、レジストローラ対５２、定着装置６０、排紙ローラ対６１等も備えている。なお、以下、各符号の後に付しているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという英字の添字は、それぞれイエロー，マゼンダ，シアン，黒用の部材であることを示す。
【００１２】
プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、潜像を担持する潜像担持体であるドラム状の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。これら感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される。
【００１３】
図２は、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙを転写ユニット２０の一部とともに示す拡大構成図である。なお、他のプロセスユニット（１Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる点の他がＹ用のものと同様の構成になっているので、これらの説明については省略する。同図において、プロセスユニット１Ｙは、感光体２Ｙの他、一様帯電装置３Ｙ、光書込装置４Ｙ、現像装置５Ｙ、ドラムクリーニング装置６Ｙ、図示しない除電装置などを備えている。
【００１４】
一様帯電装置３Ｙは、図中時計回りに回転駆動せしめられる感光体２Ｙの周面に接触する帯電ブラシ３ａＹと、これに帯電バイアスを印加する帯電バイアス電源３ｂＹとを有している。帯電ブラシ３ａＹは、帯電バイアス電源３ｂＹによって交流の帯電バイアスが印加されながら、ブラシ先端を感光体２Ｙに摺擦せしめる。この摺擦により、帯電ブラス３ａＹの先端から感光体２Ｙに放電が起こって、感光体２Ｙが所定の極性、例えばマイナスに一様帯電せしめられる。なお、一様帯電装置３Ｙとして、図示のような帯電ブラシ方式のものに代えて、帯電バイアスを印加した帯電ローラを感光体２Ｙ表面に摺擦せしめるものを用いてもよい。また、コロトロンチャージャーなどによって、感光体２Ｙに対して非接触で電荷を付与するものを用いてもよい。以下、一様帯電装置３Ｙによって感光体２Ｙ表面をマイナス極性に一様帯電せしめる場合を例にして説明する。
【００１５】
光書込装置４Ｙは、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイ４ａＹを感光体２Ｙ表面に対向させている。そして、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報に基づいてＬＥＤアレイ４ａＹを駆動することにより、一様帯電装置３Ｙによって一様帯電せしめられた感光体２Ｙ表面を光走査する。この光走査により、感光体２Ｙ表面には、Ｙ用の静電潜像が形成される。
【００１６】
現像装置５Ｙは、現像ケース５ａＹと、これに設けられた開口から一部を露出させるように配設された現像ロール５ｂＹと、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）５ｃＹとを有している。現像ケース５ａＹには、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとを含む現像剤が内包されている。この現像剤は図示しない搬送スクリュウによって撹拌されてＹトナーの摩擦帯電が促されながら、現像剤担持体たる現像ロール５ｂＹに向けて搬送される。現像ロール５ｂＹは、非磁性部材からなる現像スリーブと、これの内部でスリーブに連れ回らないように固定された図示しないマグネットローラとを有している。そして、このマグネットローラの発する磁力により、現像剤をスリーブ表面に担持する。現像スリーブは、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられるようになっており、表面に担持した現像剤を感光体２Ｙとの対向位置である現像位置に搬送する。
【００１７】
透磁率センサからなるＴセンサ５ｃＹは、現像ケース５ａＹの側板に取り付けられており、上述の搬送スクリュウによって搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、Ｔセンサ５ｃＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＡＭ等の記憶手段を備えており、この中にＴセンサ５ｃＹからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ，Ｃ，Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。現像装置５Ｙについては、Ｔセンサ５ｃＹからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、図示しないＹトナーカートリッジに連結するＹトナー補給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。これにより、Ｙトナーカートリッジ内のＹトナーを現像装置５Ｙ内に補給する。このようにしてＹトナー補給装置の駆動が制御（トナー補給制御）されることで、現像に伴ってＹトナー濃度を低下させた現像剤に適量のＹトナーが補給され、現像装置５Ｙ内の現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。なお、他の現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。また、他の現像装置５Ｍ，Ｃ，Ｋについても、同様にして、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上でＭ，Ｃ，Ｋトナー像が現像される。
【００１８】
先に示した図１において、各プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、転写ユニット２０が配設されている。この転写ユニット２０は、環状の紙搬送ベルト２１と、これを張架する複数の張架ローラ２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２とを有している。そして、紙搬送ベルト２１の上部張架面を、各プロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに当接させるように配設されている。この当接により、紙搬送ベルト２１と、感光体（２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）とが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの転写ニップが形成されている。転写ユニット２０は、紙搬送ベルト２１や複数の張架ローラの他、ベルトクリーニング装置３５、ベルトループ内側に配設された磁気ヘッド３３、４つの転写ブラシ３４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども有している。なお、紙搬送ベルト２１を張架する複数の張架ローラのうち、符号３２で示したものは、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられることで、紙搬送ベルト２１を図中反時計回りに無端移動せしめる駆動ローラとなっている。この駆動ローラ３２による紙搬送ベルト２１掛け回し箇所には、そのおもて面側からベルトクリーニング装置３５が当接している。このベルトクリーニング装置３５は、ベルトおもて面に当接せしめたクリーニングブレード３５ａにより、４つの転写ニップのうち最下流に位置するＫ用の転写ニップを通過した後のベルトおもて面に付着した転写残トナーを掻き取り除去するものである。
【００１９】
４つの転写ブラシ３４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、紙搬送ベルト２１のループ内側にて、ブラシ先端をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の転写ニップにおけるベルト裏面に当接させるように配設されている。これら転写ブラシ４３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、図示しない転写電源により、トナーと逆極性の転写バイアスが印加されている。これにより、各転写ニップにて、転写ブラシ３４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、転写バイアス部材として転写ブラシ３４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを設けているが、転写ブラシに代えて転写ローラを採用してもよい。
【００２０】
転写ユニット２０の下方には、給紙カセット５０が配設されている。この給紙カセット５０は、記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねた紙束の状態で収容しており、一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ５０ａを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙ローラ５０ａを回転させて、一番上の転写紙Ｐを給紙路に送り出す。この給紙路の途中には、搬送ローラ対５１、レジストローラ対５２が順次設けられており、給紙路に送られた転写紙Ｐは、各ローラ対のローラ間に挟み込まれながら搬送される。レジストローラ対５２は、転写紙Ｐの先端側をローラ間に挟み込むと、ローラの駆動を一時停止させる。そして、転写紙Ｐを各プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体上に形成された各色トナー像に同期させ得るタイミングでローラの駆動を再開して、転写紙Ｐを転写ユニット２０に向けて送り出す。
【００２１】
レジストローラ対５２によって送り出された転写紙Ｐは、転写ユニット２０の紙搬送ベルトの上部張架面に保持されながら、図中右側から左側へと搬送され、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の転写ニップを順次通過していく。そして、これら転写ニップにて、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が図中上側の面に順次重ね合わせて転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙Ｐ上には、フルカラー画像が形成される。
【００２２】
このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、紙搬送ベルト２１の無端移動に伴って、張架ローラ３０によるベルト掛け回し位置にさしかかる。このベルト掛け回し置では、張架ローラ３０が紙搬送ベルト２１の無端移動方向をほぼ反転させるような急激な巻き付け角で紙搬送ベルト２１を掛け回している。紙搬送ベルト２１上に保持されていた転写紙Ｐは、このような急激なベルトの移動方向の変化に追従することができず、紙搬送ベルト２１から分離される。そして、定着装置６０に受け渡される。
【００２３】
張架ローラ３０によるベルト掛け回し位置で転写紙Ｐを定着装置６０に受け渡した紙搬送ベルト２１は、その無端移動に伴って再び各転写ニップに進入するのに先立って、駆動ローラ３２によるベルト掛け回し位置にさしかかる。このベルト掛け回し位置では、ベルトクリーニング装置３５がクリーニングブレード３５ａを紙搬送ベルト２１のおもて面に当接させている。この当接により、各転写ニップなどで紙搬送ベルト２１のおもて面に付着したトナーが掻き取り除去される。
【００２４】
定着装置６０は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する定着ローラ６０ａと、加圧ローラ６０ｂとを当接させて定着ニップを形成しながら、定着ニップで互いを同方向に表面移動させるように両ローラを回転させている。紙搬送ベルト２１から定着装置６０へと受け渡された転写紙Ｐは、この定着ニップに挟み込まれて、後述する排紙ローラ対６１に向けて搬送される。定着ローラ６０ａは、定着ニップに挟み込んだ転写紙Ｐのトナー転写面を加熱する。この加熱により、フルカラー画像のトナーが軟化して、トナー転写面に定着せしめられる。
【００２５】
定着装置６０を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対６１を経た後、プリンタの筺体外に設けられたスタック部に向けて排出される。
【００２６】
図３は、転写ユニット２０の駆動ローラ３２と、その周囲構成とを示す拡大構成図である。駆動ローラ３２は、ローラ部３２ａと、これの軸方向における両端面からそれぞれ突出する軸部３２ｂと、軸部３２ｂの一方に固定されたギヤ３２ｃとを有している。ローラ部３２ａは、金属製の芯金３２ｄと、これの表面に被覆されたゴム等の弾性材料からなる弾性層３２ｅとを有している。ローラ部３２ａに弾性層３２ｅを設けることで、駆動ローラ３２と紙搬送ベルトとの摩擦抵抗をより大きくして、紙搬送ベルトを確実に無端移動せしめることが可能になる。駆動ローラ３２の近傍には、駆動ローラ３２を回転駆動するための駆動源である駆動モータ３６が配設されている。駆動モータ３６は、その回転駆動軸３６ａに設けられたギヤ部を、駆動ローラ３２の軸部３２ｂに固定されたギヤ３２ｃに噛み合わせている。この噛み合わせにより、駆動モータ３６の回転駆動力が、回転駆動軸３６ａのギヤ部と、ギヤ３２ｃとを介して駆動ローラ３２に伝えられる。
【００２７】
以上の構成の本プリンタにおいては、各プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋや転写ユニット２０等の組合せにより、紙搬送ベルト２１のおもて面に保持されて搬送される記録体としての転写紙に対し、可視像たるトナー像を記録する可視像記録手段が構成されている。また、転写ユニット２０が、潜像担持体たる感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの対向位置を通過するように環状のベルト部材たる紙搬送ベルト２１を無端移動せしめるベルト駆動手段として機能している。同時に、現像手段たる現像装置によって現像されたトナー像を感光体の表面から紙搬送ベルト側に向けて転写する転写手段としても機能している。
【００２８】
本プリンタにおいて、各色の転写ニップにおけるトナー像の重ね合わせずれを抑えて高画質を得るためには、紙搬送ベルト２１の無端移動速度をできるだけ一定に保つ必要がある。しかしながら、ベルトの駆動ローラを等速で回転させていても、ベルトの周方向における厚み偏差などにより、ベルトの無端移動速度が微妙に変化してしまう。本プリンタでは、この変化をできるだけ抑える目的で、ベルトの表面移動速度を検知して、その検知結果を駆動ローラの駆動系にフィードバックする構成になっている。
【００２９】
次に、本プリンタにおける特徴的な構成について説明する。
紙搬送ベルト２１は、そのループ裏面側に、ベルト周方向の全周に渡って延在する磁性層が形成されている。そして、この磁性層には、磁気ヘッドなどの周知の磁気書込手段により、ベルト周方向において所定のピッチで磁極を変化させた磁化パターンが書き込まれている。この磁化パターンは、従来のベルト部材においてベルト周方向に所定ピッチで配設された複数の光反射マークと同様の機能を発揮することができる。具体的には、上述の転写ユニット２０は、紙搬送ベルト２１のループ内側に磁気ヘッド３３を有している。この磁気ヘッド３３は、紙搬送ベルト２１の磁性層に書き込まれた磁化パターンを読み取る。これにより、所定のピッチで磁極を変化させる磁化パターンが、所定ピッチで配設された複数の光反射マークと同様の機能を発揮するのである。磁化パターンの読取結果は、図示しないベルト速度制御回路に送られる。ベルト速度制御回路は、磁極の反転時間間隔に基づいて、駆動モータの回転速度を増減することで、紙搬送ベルト２１の速度を目標の速度に近づける。このような制御により、紙搬送ベルト２１の速度変動を抑えて、ベルト速度変動に起因する各色トナー像の転写位置ずれや擦れを抑えることができる。
【００３０】
ベルト部材の製造方法としては、ディッピング法、スプレー塗布法、遠心成型法などが知られているが、これらの中では、材料の使用効率の良さや排気ガスの回収などの観点から、遠心成型法が優れている。
【００３１】
ベルト部材の素材としては、適当な弾性、耐熱性及び耐永久変形性を発揮する樹脂材料が主成分となっているものを用いる必要がある。かかる樹脂材料として、ポリイミドを例示することができる。ポリイミド製のベルト部材を製造するにあたっては、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を用いる。ポリアミド酸は熱又は触媒によってイミド閉環してポリイミドに変化する性質を持ち、特定の溶剤によって溶解する性質を有しているので希釈が可能である。ポリアミド酸として、カーボン粉末等の導電性電気抵抗調整剤を分散せしめたものを用いることで、適度な電気抵抗をもたせたベルト部材を製造することができる。電気抵抗については、導電性電気抵抗調整剤の分散量によって調整することが可能である。また、ポリアミド酸などの樹脂材料にフェライト微粉末を分散せしめたものをベルト基体に固定することで、上述の磁性層を形成することが可能である。
【００３２】
本発明者らは、以下に説明する７種類のベルト部材を試作した。
［ベルト部材Ａ］
ポリアミド酸溶液中にカーボンブラックを固形分の比率で２０重量％になるように分散せしめたポリアミド酸ワニスを、適度な濃度に希釈した。このようにして得た希釈液を、無端状のベルト基体層を成膜するための基体層用溶液として用いた。また、ポリアミド酸溶液中にフェライト微粉末を３０重量％の割合で分散せしめたポリアミド酸ワニスを、適度な濃度に希釈した。このようにして得た希釈液を、磁性層を成膜するための磁性層用溶液として用いた。ベルト部材Ａを成形する方法として、遠心成型法を採用した。
【００３３】
図４は、本発明者らが遠心成型法に用いた金型１００を示す縦断面図である。この金型１００は、内径１８０［ｍｍ］のアルミ素管１０１と、これの内周面に５０［μｍ］の厚みで被覆されたフッ素樹脂層１０２と、このフッ素樹脂層１０２上における長手方向（回転軸線方向）の両端部にそれぞれ被覆された流出阻止層１０３とを有している。この金型１００を１００［ｒｐｍ］の速度で回転させながら、注入ノズル１５０を金型１００の内側に挿入する。そして、金型１００の内側における回転軸線方向の両端部でそれぞれ回転方向の全周に渡って突出している２つの流出阻止層１０３の間であって且つ一方の流出阻止層１０３の近傍に注入ノズル１５０の先端を位置させ、その先端から上述の磁性層用溶液１６０を流し込む。この磁性層溶液１６０を金型１００の内側に一周塗布したら、注入ノズル１５０を金型１００内から引き出して、別の注入ノズル１５１を挿入する。そして、図５に示すように、この注入ノズル１５１の先端から、上述の基体層用溶液１６１を、金型１００の内側における磁性層溶液塗布箇所と、もう一方の流出阻止層１０３との間に流し込んで、１周塗布する。塗布終了後、注入ノズル１５１を金型１００内から取り出し、金型１００の回転速度を７００［ｒｐｍ］に上げる。これにより、図６に示すように、塗布溶液を回転軸方向に広げて膜厚を均一化せしめた後、金型１００の外側から１２０℃で６０分加熱し、膜が乾燥した時点で金型の回転を止めた。そして、膜を金型１００とともに加熱炉に入れて、２００℃で２０分加熱することで膜中の溶媒を除去し、さらに３００℃で６０分加熱して脱水重合のイミド化反応を完了させた。最後に、図７に示すように膜を金型１００から取り外して、図８に示すように幅方向の一端部に磁性層２０２が形成された無端状のベルト部材Ａ（２００）を得た。
【００３４】
［ベルト部材Ｂ］
図９や図１０に示すように磁性層用溶液１６０を金型の回転軸線方向における両端部に流し込んだ他は、ベルト部材Ａと同様の遠心成型を行った。これにより、図１１に示すように幅方向の両端部にそれぞれ磁性層２０２が形成された無端状のベルト部材Ｂ（２００）を得た。
【００３５】
［ベルト部材Ｃ］
ポリアミド酸溶液中にバリウムフェライトの微粉末を２０重量％の割合で分散せしめたポリアミド酸ワニスを、適度な濃度に希釈した。このようにして得た希釈液を、磁性層を成膜するための磁性層用溶液として用いた。基体層用溶液としては、ベルト部材Ａと同様のものを用いた。そして、ベルト部材Ａと同様にして、幅方向の一端部に磁性層が形成された無端状のベルト部材Ｃを得た。
【００３６】
［ベルト部材Ｄ］
磁性層用溶液を金型の回転軸線方向における両端部に流し込んだ他は、ベルト部材Ｃと同様の遠心成型を行った。これにより、幅方向の両端部にそれぞれ磁性層が形成された無端状のベルト部材Ｄを得た。
【００３７】
［ベルト部材Ｅ］
基体層用溶液、磁性層用溶液として、それぞれ、ベルト部材Ａのものを用いた。そして、金型に磁性層用溶液だけを流し込んで、型内周面に膜を得ながら、それを１２０℃で６０分加熱した後、膜が乾燥した時点で金型から取り外した。これを１５［ｍｍ］幅に輪切りにして、リング状磁性膜を準備した。次に、金型の軸線方向の両端部にそれぞれ前述のリング状磁性膜を貼り付け、その間の領域に基体層用溶液を流し込んで、ベルト用の膜を得た。この膜に対し、ベルト部材Ａと同様にして加熱乾燥処理や溶剤除去硬化処理を施して無端状のベルト部材Ｅを得た。
【００３８】
［ベルト部材Ｆ］
ベルト部材Ｅと同様にしてリング状磁性膜を準備した。次に、金型に基体層用溶液を流し込んでベルト用の膜を形成し、これを加熱乾燥させた。そして、乾燥後のベルト用の膜の両端部に、リング状磁性膜をそれぞれ貼り付けた後、ベルト部材Ａと同様にして加熱乾燥処理や溶剤除去硬化処理を施して無端状のベルト部材Ｆを得た。
【００３９】
［ベルト部材Ｇ］
上述の基体層用溶液のみで遠心成型を行って、基体層だけからなる無端状のベルト部材Ｇを得た。
【００４０】
次に、本発明者らは、先に図１に示したプリンタと同様の構成の試験機に、これら７つの無端ベルトをそれぞれ紙搬送ベルト２１として順次取り付けて試運転を行った。
［試運転１］
上述のベルト部材Ｇを試験機に取り付けて試運転を行ったところ、ベルト部材Ｇは紙搬送ベルト２１として十分に機能し得る弾性、耐熱性及び耐永久変形性を発揮することを確かめた。
【００４１】
［試運転２］
上述のベルト部材Ａの磁性層に対し、磁気書込手段によって所定ピッチで磁極が反転する磁化パターンをベルト全周に渡って書き込んだ後、ベルト部材Ａを試験機に取り付けた。次に、図１に示した磁気ヘッド３３を、磁性層の磁化パターンの読み込みが可能になるようにベルト部材Ａ内周面の幅方向の一端部に対向させるように配設した。そして、駆動ローラの駆動によってベルト部材Ａを無端移動させながら、磁気ヘッド３３から送られてくるパターン読み取り信号を検知した。この結果、ほぼ一定間隔で磁極の反転が繰り返されていることを示すパターン読み取り信号を検知することができた。次に、このパターン読み取り信号を駆動ローラの駆動速度にフィードバックする制御を行いながら、テスト画像を３００，０００枚出力してみた。すると、画像の重ね合わせずれのない高品質の画像を最後まで得ることができた。
【００４２】
同様の試運転を上述のベルト部材Ｃについて行ったところ、ベルト部材Ａと同様に、重ね合わせずれのない高品質の画像を、３００，０００枚プリントアウトすることができた。
【００４３】
［試運転３］
上述のベルト部材Ａを試験機から取り外した後、磁性層の磁化パターンを消去した。そして、このベルト部材Ａを再び試験機に取り付けた後、磁性層に対し、磁気ヘッド３３によって所定ピッチで磁極が反転する磁化パターンをベルト全周に渡って書き込んだ。この後、試運転２と同様の試運転を行ったところ、重ね合わせずれのない高品質の画像を、３００，０００枚プリントアウトすることができた。また、ベルト部材Ｃについても同様の試運転を行ってみたが、同様に、優れた画像を３００，０００枚プリントアウトすることができた。
【００４４】
［試運転４］
ベルト部材Ｂの両端部の磁性層のうち、一方の磁性層に対し、磁気書込手段によって所定ピッチで磁極が反転する磁化パターンをベルト全周に渡って書き込んだ。また、もう一方の磁性層に対し、全周における一箇所だけを磁極反転させた磁化パターンを書き込んで、ベルト部材Ａを試験機に取り付けた。次に、図１に示した磁気ヘッド３３を、両方の磁性層における磁化パターンの読み込みがそれぞれ可能になるように２つ配設した。そして、駆動ローラの駆動によってベルト部材Ｂを無端移動させながら、２つの磁気ヘッド３３から送られてくるパターン読み取り信号をそれぞれ検知した。この結果、一方の磁気ヘッド３３からは、ほぼ一定間隔で磁極の反転が繰り返されていることを示すパターン読み取り信号を検知することができた。また、もう一方の磁気ヘッド３３からは、ベルト部材Ｂが一周するごとに、一瞬だけ磁極の反転が行われていることを示すパターン読み取り信号を検知することができた。次に、一方の磁気ヘッド３３から送られてくるパターン読み取り信号を駆動ローラの駆動速度にフィードバックする制御を行いながら、テスト画像を３００，０００枚出力してみた。すると、画像の重ね合わせずれのない高品質の画像を最後まで得ることができた。
【００４５】
同様の試運転を、ベルト部材Ｄ、ベルト部材Ｅ、ベルト部材Ｆについて行ったところ、それぞれベルト部材Ｂと同様の結果を得ることができた。
【００４６】
ベルト基体層の素材に用いる樹脂材料と、磁性層の素材に用いる樹脂材料とについては、ベルト部材Ａ〜Ｆのように、互いに同じものを用いることが望ましい。これにより、両層を良好に接合せしめて、機械的な特性のばらつきを少なくし且つ層境界に亀裂や破断を発生させ難くした耐久性に優れたベルト部材を得ることができる。特に、両方の樹脂材料をそれぞれポリイミドとすることで、優れた耐熱性で且つ機械的な伸びの少ないベルト部材を得ることができる。
【００４７】
図１２は実施形態に係るプリンタの変形例装置を示す概略構成図である。
この変形例装置において、図１に示したプリンタと異なる主な点は、転写ユニット２０のベルト部材として紙搬送ベルトではく、中間転写ベルト３７が用いられることである。各プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの並び順は、図１に示したものと逆になっている。また、中間転写ベルト３７の無端移動方向も、図１に示したものと逆になっている。
【００４８】
中間転写ベルト３７は、複数の張架ローラ２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２によって張架されながら、駆動ローラ３２によって図中時計回りに無端移動せしめられる。そして、その上部張架面を各プロセスユニットの感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に当接させて１次転写ニップを形成している。これら１次転写ニップを通過する際に、感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像がおもて面に順次重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト３７のおもて面に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００４９】
中間転写ベルト３７を張架している複数の張架ローラのうち、鉛直方向の最も下側に配設された張架ローラ３１は接地されている。そして、この張架ローラ３１には、中間転写ベルト３７を介して２次転写ローラ３８が圧接せしめられている。これにより、中間転写ベルト３７のおもて面と２次転写ローラ３８とが当接する２次転写ニップが形成されている。この２次転写ニップとその周囲では、図示しない２次転写バイアス電源によってトナーと逆極性の２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ３８と、接地されている張架ローラ３１との間に２次転写電界が形成されている。
【００５０】
レジストローラ対５２は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト３８上の４色トナー像に重ね合わせ得るタイミングで２次転写ニップに向けて送り出す。２次転写ニップに進入した転写紙Ｐや２次転写電界やニップ圧の作用により、中間転写ベルト３８上の４色トナー像が一括２次転写される。このとき、４色トナー像は、転写紙Ｐの白色と相まってフルカラー画像となる。
【００５１】
２次転写ニップでフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写後搬送ベルト４１を張架ローラ４１，４２によって張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる搬送ユニット４０に送られる。そして、転写後搬送ベルト４１に上部張架面に保持されながら搬送されて、定着装置６０に受け渡される。
【００５２】
中間転写ベルト３７の内側に配設された磁気ヘッド３３は、中間転写ベルト３７の図示しない磁性層に書き込まれた磁化パターンを読み取る。即ち、中間転写ベルト３７として、本発明を適用したベルト部材を用いているのである。
【００５３】
中間転写ベルト３７のおもて面側の電気抵抗値が低すぎると転写チリという異常画像が発生する。これに対し、裏面側の電気抵抗値が高すぎると転写ブラシからベルトへの電荷注入が不十分になって異常放電が発生する。これにより、画像にムラを引き起こす。そこで、中間転写ベルト３７として、互いに電気抵抗値の異なる層を重ね合わせたものを用いることが一般的である。これにより、おもて、裏それぞれに適切な電気抵抗を発揮させて、前述した不具合を抑えることが可能になる。このような中間転写ベルト３７であって、且つ磁性層を有するものを製造する場合にも、遠心成型法は有効である。
【００５４】
なお、これまで、磁性層に書き込んだ磁化パターンを読み取らせるようにした装置について説明してきたが、ベルト部材に磁性層を形成する必要は必ずしもない。磁性層の代わりに、磁石等の磁力発生体を所定ピッチあるいはベルト周方向の所定箇所に固定し、これらの磁力発生体の磁気を磁気検知手段によって検知させてもよい。
【００５５】
以上、ベルト部材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆにおいては、ベルト素材として、磁性材料たるフェライト微粉末やバリウムフェライトを分散せしめた磁性層用のものと、磁性材料を分散せしめていないベルト基体用のものとを用い、少なくともベルト幅方向の一端部に対し、ベルト全周に渡って前者のベルト素材を用いている。これにより、前者のベルト素材によるベルト箇所を、ベルト全周に渡って磁化パターンの書込や読込が可能な磁性層として機能させることができる。
【００５６】
また、ベルト部材Ｂ、Ｄ、Ｅ、Ｆにおいては、ベルト幅方向の両端部に対し、ベルト全周に渡って磁性材料を分散せしめた材料を用いているので、両端部のそれぞれを、ベルト全周に渡って磁化パターンの書込や読込が可能な磁性層として機能させることができる。
【００５７】
また、実施形態に係るプリンタや変形例装置のベルト装置たる転写ユニットにおいては、フェライト微粉末等の磁性材料の磁気を検知する磁気検知手段たる磁気ヘッド３３を設けているので、これに磁気を検知させることで、磁性材料をマークとして機能させることができる。
【００５８】
また、磁性材料に対して磁化パターンを書き込む磁気書込手段たる磁気ヘッド３３を設けているので、これに磁化パターンを書き込ませたり消去させたりすることで、従来のマークのピッチや配設位置を自在に変更するのと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタの４つのプロセスユニットのうち、Ｙ用のプロセスユニットを転写ユニットの一部とともに示す拡大構成図。
【図３】同転写ユニットの駆動ローラと、その周囲構成とを示す拡大構成図。
【図４】遠心成型法に用いられる金型を示す縦断面図。
【図５】回転軸線方向の一端付近に磁性層用溶液が流し込まれた状態の同金型を示す縦断面図。
【図６】基体層用溶液が流し込まれた状態の同金型を示す縦断面図。
【図７】幅方向の一端部に磁性層が形成されたベルト部材を示す縦断面図。
【図８】同ベルト部材を示す斜視図。
【図９】回転軸線方向の両端付近にそれぞれ磁性層用溶液が流し込まれた状態の同金型を示す縦断面図。
【図１０】２つの磁性層用溶液の塗布域の間に基体層用溶液が流し込まれた状態の同金型を示す縦断面図。
【図１１】幅方向の両端部に磁性層が形成されたベルト部材を示す縦断面図。
【図１２】同プリンタの変形例装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００６０】
１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ：プロセスユニット（可視像記録手段の一部）
２０：転写ユニット（ベルト装置、可視像記録手段の一部）
２１：紙搬送ベルト（ベルト部材）
３３：磁気ヘッド（磁気検知手段、磁気書込手段）
３７：中間転写ベルト（ベルト部材）
Ｐ：転写紙（記録体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007078972.tif 000010
【図９】
2007078972.tif 000011
【図１０】
2007078972.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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