(57)【要約】【課題】  駆動ローラやテンションローラにより張力を与えられて支持されている中間転写ベルトが、高温高湿環境下において長時間放置されると、駆動ローラやテンションローラに接していない中間転写ベルトの部分にシワが生じ、シートに画像を形成する際に画像不良が生じる。【解決手段】  画像形成前において、２次転写ローラが中間転写ベルトに当接する際、２次転写ローラの回転軸の両端部において、一方の端部におけるばね弾性力よりも他方の端部におけるばね弾性力を大きくすることにより、２次転写ローラが中間転写ベルトに幅方向の力を作用させる。【選択図】  図３
2007240611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
張力を持って第１と第２の回転部材に張架された無端状のトナー像担持ベルトと、
前記ベルトの回転時に、前記ベルトの外周面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記ベルトの外周面に当接し、前記第１の回転部材とで前記ベルトを挟持する弾性回転部材と、を有する画像形成装置において、
前記トナー像形成手段によるトナー像形成開始前に前記第１の回転部材と前記弾性回転部材とを前記ベルトを挟持して回転させ、前記ベルトの回転停止中に前記第１と第２の回転部材に接していなかったベルト部分に生じたシワを、前記弾性回転部材により、前記ベルトとの当接領域において、前記ベルトの幅方向に伸ばすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
張力を持って第１と第２の回転部材に張架された無端状のトナー像担持ベルトと、
前記ベルトの回転時に、前記ベルトの外周面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記ベルトの外周面に当接し、前記第１の回転部材とで前記ベルトを挟持する弾性回転部材と、
前記ベルトが回転する際の蛇行を防止するため前記ベルトの幅方向に寄り力を与える寄り力付与手段と、を有する画像形成装置において、
前記ベルトと前記弾性回転部材との当接領域における前記弾性回転部材の押圧力を前記寄り力の方向へ増加させて、前記弾性回転部材により前記ベルトに前記寄り力付与手段による寄り力と同一方向の力を与え、前記トナー像形成手段によるトナー像形成開始前に前記第１の回転部材と前記弾性回転部材とを前記ベルトを挟持して回転させ、前記ベルトの回転停止中に前記第１と第２の回転部材に接していなかったベルト部分に生じたシワを解消する、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記弾性回転部材を支持する回転軸の、前記寄り力方向上流側の第１端部を第１の弾性部材で、前記回転軸の、前記寄り力方向下流側の第２端部を第２の弾性部材でそれぞれ弾性的に付勢することにより前記弾性回転部材を前記ベルトに押圧し、前記第１端部における弾性付勢力を前記第２端部における弾性付勢力よりも小さくすることにより、前記弾性回転部材の前記ベルトへの押圧力を前記寄り力の方向へ増加させていることを特徴とする請求項２に記載された画像形成装置。
【請求項４】
前記弾性回転部材は、前記ベルト上のトナー像を転写材に転写する転写手段であり、前記トナー像形成手段は静電像形成手段及び現像手段を有する画像形成装置において、
前記静電像形成手段及び前記現像手段によるトナー像形成開始前に、前記第１の回転部材と前記転写手段とを前記ベルトを挟持して回転させることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトナー像を担持する無端状のベルトを有する電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体を用いる画像形成装置においては、一般的に中間転写体として中間転写ベルトが用いられている。中間転写ベルトはその内周面に当接する駆動ローラ、テンションローラ等、複数のローラによって張力を与えられ支持されている。中間転写ベルトを挟んで駆動ローラの対向する位置には２次転写ローラが配置され、２次転写ローラの軸端部に設置されたばねによって、２次転写ローラは中間転写ベルトに押圧されている。
【０００３】
中間転写ベルトの材料としては、低コスト化へのメリットの非常に高い、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）や脂肪族骨格を持つポリアミドなどの樹脂フィルムが用いられている。中間転写ベルトは、その材料を用いて無端状に形成され、１００μｍ程度に薄膜化されたものが使用されている。これらの樹脂フィルムを無端状のベルトとして用いて、円筒形状の駆動ローラによって回転させた場合、ベルトは幅方向に移動しやすく、蛇行することがある。
【０００４】
そのため、特許文献１では、中間転写ベルトを架け回している搬送ローラ軸の配設角度を調整している。それによって、中間転写ベルトに設けられたリブのある端部とは反対側の端部へ向けて初期寄り力を作用させ、幅方向への移動を規制している。また、中間転写ベルトに当接する２次転写ローラ等の配設角度を変化させることにより、２次転写ローラ等がベルトに与える寄り力を、初期寄り力を打ち消すことがないように設定している。
【特許文献１】特開平１１−２９７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１に示すように、樹脂フィルムのベルト５は、駆動ローラ１０及びテンションローラ１１によって、張架され、つまり、張力を与えられて支持されている。（ａ）はその側面図、（ｂ）は平面図である。ここで、駆動ローラ１０の回転軸１０１は軸受によって支持され、回転軸１０１の軸心の位置は固定されている。また、テンションローラ１１の回転軸の軸受にはばね１２が取り付けられ、その回転軸の軸心は固定されていないため、ベルト５は図１中の矢印方向に引っ張られている。駆動ローラ１０の回転軸１０１に設けられたギアは駆動モータ軸１０２に取り付けられたギアとかみ合い、回転軸１０１には駆動モータの駆動力が伝達される。そして、駆動ローラ１０が回転することにより、ベルト５を回転させる。このとき、テンションローラ１１はベルト５の回転に伴って従動回転させられる。
【０００６】
一方、画像形成装置が運転を休止していて、ベルト５の回転が停止している状態で、ベルト５が高温高湿環境下に長期間放置される場合がある。そのとき、図１に示すように、駆動ローラ１０とテンションローラ１１との間であって、両ローラに接していないベルト５の部分（Ｓ−Ｓ´間及びＴ−Ｔ´間）にシワ１３が生じてしまう。この原因として、高温高湿環境下における、ベルト５の吸湿による膨張の分布差が挙げられる。
【０００７】
高温高湿環境下において、複数のローラにより張架されているベルト５が吸湿する量は、外気との接触面積の差により、ベルト５がローラに接している部分（Ｓ−Ｔ間及びＳ´−Ｔ´間）よりも、ローラに接していない部分（Ｓ−Ｓ´間及びＴ−Ｔ´間）の方が大きい。そのため、ベルト５がローラに接していない部分の方が、ローラに接していない部分よりも相対的に大きく膨張する。その際、ばね１２によってベルト５に張力が与えられるので、ベルト５がローラに接していない部分にシワ１３が生じてしまう。特にベルト５の材料として、吸湿性のよい脂肪族骨格を有するポリアミドを用いた場合はシワ１３の程度が顕著である。
【０００８】
従来、ベルト５に生じたシワ１３は、シートへの画像形成を繰り返し、ベルト５を複数回回転することによって解消することができるが、画像形成の初期には解消しない。したがって、画像形成の初期に、シワ１３による画像不良が生じやすいため、画像形成の初期にもシワ１３が解消していることが好ましい。しかし、従来、シワ１３を早期に解消することは行われておらず、特開平１１−２９７４号公報にも、中間転写ベルトに生じたシワ１３を解消することは示唆されていない。
【０００９】
そこで、本願に係る発明は、高温高湿環境下において、トナー像を担持する無端状のベルトに生じたシワを早期に解消し、良好な画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、張力を持って第１と第２の回転部材に張架された無端状のトナー像担持ベルトと、前記ベルトの回転時に、前記ベルトの外周面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記ベルトの外周面に当接し、前記第１の回転部材とで前記ベルトを挟持する弾性回転部材と、を有する画像形成装置において、前記トナー像形成手段によるトナー像形成開始前に前記第１の回転部材と前記弾性回転部材とを前記ベルトを挟持して回転させ、前記ベルトの回転停止中に前記第１と第２の回転部材に接していなかったベルト部分に生じたシワを、前記弾性回転部材により、前記ベルトとの当接領域において、前記ベルトの幅方向に伸ばすことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１１】
また、請求項２の発明は、張力を持って第１と第２の回転部材に張架された無端状のトナー像担持ベルトと、前記ベルトの回転時に、前記ベルトの外周面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記ベルトの外周面に当接し、前記第１の回転部材とで前記ベルトを挟持する弾性回転部材と、前記ベルトが回転する際の蛇行を防止するため前記ベルトの幅方向に寄り力を与える寄り力付与手段と、を有する画像形成装置において、前記ベルトと前記弾性回転部材との当接領域における前記弾性回転部材の押圧力を前記寄り力の方向へ増加させて、前記弾性回転部材により前記ベルトに前記寄り力付与手段による寄り力と同一方向の力を与え、前記トナー像形成手段によるトナー像形成開始前に前記第１の回転部材と前記弾性回転部材とを前記ベルトを挟持して回転させ、前記ベルトの回転停止中に前記第１と第２の回転部材に接していなかったベルト部分に生じたシワを解消する、ことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２の発明によれば、高温高湿環境下において、トナー像を担持する無端状のベルトに生じたシワを早期に解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施例１）
本発明の第１の実施例について図２，３を用いて説明する。図２は本実施例における中間転写ベルトを用いた画像形成装置の概略図である。
【００１４】
本実施例における画像形成装置は、静電像形成手段である感光ドラム１、帯電器２及び露光装置３と、現像手段である現像器４と、中間転写ベルト５と、１次転写ローラ６とを有する。なお、これらがトナー像形成手段を構成する。また、その他に、２次転写ローラ７、クリーニングローラ８、クリーニングブレード９を有する。
【００１５】
感光ドラム１は駆動モータＭ１により図示矢印Ａ方向に回転され、帯電器２により一様に帯電される。画像形成が開始されると、露光装置３は画像情報に応じたレーザー光を感光ドラム１に照射し、感光ドラム１上に潜像を形成する。更に感光ドラム１が回転すると、潜像が現像器４によって現像され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。
【００１６】
現像器４に対して、感光ドラム１の回転方向下流側には、無端状のトナー像担持ベルトである中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト５は、図１と同様に、第１の回転部材である駆動ローラ１０と第２の回転部材であるテンションローラ１１に張架されている。その他、中間転写ベルト５を張架する機構において、図１のものと重複する部分についての説明は省略する。駆動ローラ１０及びその回転軸は駆動モータＭ２により回転される。そして、駆動ローラ１０によって、中間転写ベルト５が感光ドラム１と略同周速で図示矢印Ｃ方向に回転される。
【００１７】
１次転写ローラ６は、感光ドラム１に対向する位置に配され、感光ドラム１との間で中間転写ベルト５を挟み、１次転写領域を形成している。感光ドラム１上のトナー像が１次転写領域に移動したとき、１次転写ローラ６には、それに接続された電源より、トナー像の帯電極性（マイナス極性）と逆極性つまり、プラスのバイアス電圧が印加されて、トナー像が中間転写ベルト５上に１次転写される。
【００１８】
形成すべき画像がモノクロ画像の場合はこの工程を一度行えばよい。一方、フルカラー画像の場合は、この工程をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について行うことにより、中間転写ベルト５上に各色のトナー像を重畳転写する。
【００１９】
中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ１０の対向する位置には、転写手段である２次転写ローラ７が配されている。２次転写ローラ７はその軸が両端に設けられた軸受によって回転自由に支持されている。２次転写ローラ７は、常に中間転写ベルト５に当接するように配置される場合があるが、本実施例では、ソレノイドＳ１によって、中間転写ベルト５に当接離間可能に配置されている場合を用いて説明する。２次転写ローラは、中間転写ベルト５にトナー像が１次転写される間は、ソレノイドＳ１がＯＦＦとなることにより離間し、それ以外の時間は、ソレノイドＳ１がＯＮとなることによりベルトに当接する。
【００２０】
２次転写ローラ７は中間転写ベルト５に当接している間、弾性部材であるばねによって中間転写ベルト５を押圧し、中間転写ベルト５と２次転写ローラ７の接触領域において、２次転写領域を形成している。
【００２１】
中間転写ベルト５上のトナー像及びシート搬送路内を搬送されてきたシートＰが、２次転写領域を通過する際、２次転写ローラ７にトナー像の帯電極性と逆極性であるプラスのバイアス電圧が印加される。その結果、中間転写ベルト５上のトナー像はシートＰに２次転写される。
【００２２】
本実施例において、中間転写ベルト５は厚さ１００μｍ、周長４４５ｍｍ、幅２４５ｍｍであり、導電剤を混合することにより体積抵抗率１０の８乗〜１０の１１乗Ωｃｍに調整したＰＶＤＦで構成されている。なお、中間転写ベルト５の引張弾性率は７００ＭＰａである。
【００２３】
また、本実施例において、２次転写ローラ７として、体積抵抗率が１０の５乗〜１０の９乗Ωｃｍ、ゴム硬度は３０°（アスカー硬度計による計測結果）の弾性ゴムローラを用いた。
【００２４】
中間転写ベルト５上のトナー像がシートＰに２次転写される際、転写されずに中間転写ベルト５上にトナー像が残留する場合がある。そのため、その残留トナーを帯電させ、感光ドラム１に逆転写させるためのクリーニングローラ８が、中間転写ベルト５を挟んで駆動ローラ１０と対向する位置に配されている。残留トナーがクリーニングローラ８付近を通過すると、残留トナーが１次転写ローラへの印加電圧と同極性、つまりプラスに帯電させられて、中間転写ベルト５の回転によって１次転写領域を通過する。このとき、１次転写ローラ６にプラスのバイアス電圧が印加され、残留トナーが感光ドラム１に逆転写される。そして、感光ドラム１に当接するクリーニングブレード９によって、残留トナーが回収される。
【００２５】
図３は、図２の矢印Ｄ方向から見た中間転写ベルト５、駆動ローラ１０及び２次転写ローラ７等の断面図である。中間転写ベルト５の端部には、回転による中間転写ベルト５の幅方向の蛇行を防止するためリブ３３が設けられている。一方、駆動ローラ１０の回転軸にはリブガイド３４が設けられ、リブ３３の左右方向への移動がリブガイド３４に規制されている。そして、リブ３３の設けられている側の中間転写ベルト５の張力が大きくなるように、駆動ローラ１０又はテンションローラ１１の回転軸の配設角度が調整される。そのようにすると、中間転写ベルト５が図示矢印Ｆ方向に寄り力Ｆ１を与えられ、寄り力Ｆ１によりリブ３３が、リブガイド３４の溝の左内壁面３５に当接させられ、中間転写ベルト５の回転による蛇行が防止されている。このように駆動ローラ１０又はテンションローラ１１の回転軸の配設角度を付与する機構が寄り力付与手段である。
【００２６】
２次転写ローラ７の回転軸の軸受には、第１端部である右端部に第１の弾性部材であるばね３１が、第２端部である左端部に第２の弾性部材であるばね３２がそれぞれ設けられている。そして、それらのばねが図示矢印Ｅ方向に弾性付勢力を生じている。したがって、２次転写ローラ７に接続されたソレノイドＳ１がＯＮのとき、２次転写ローラ７は中間転写ベルト５を押圧して、駆動ローラ１０との間で中間転写ベルト５を挟持する。そして、駆動ローラ１０によって中間転写ベルト５が回転させられ、２次転写ローラ７は中間転写ベルト５の回転に従って回転する。
【００２７】
以上のような画像形成装置を作動させず、高温高湿環境下に長時間放置すると、前述のように、駆動ローラ１０及びテンションローラ１１に接していない中間転写ベルト５の部分にシワ１３が生じる。そのため、画像形成開始前に、つまり、感光ドラム１にレーザー光を走査して静電潜像を形成する前に、２次転写ローラ７を中間転写ベルト５に押圧させる。そして、中間転写ベルト５を駆動ローラ１０と２次転写ローラ７で挟んだ状態で、中間転写ベルト５を回転させ、早期にシワ１３を解消する。
【００２８】
その際、図３に示したばねの弾性付勢力の設定を、ばね３１の弾性力の方がばね３２の弾性力よりも小さくなるようにする。すると、２次転写ローラ１０の回転軸の左端部は、右端部よりも中間転写ベルト５により近い方向つまり図３の上方向に位置することになる。このとき２次転写ローラ７の長手方向における弾性変形量は、右端部から左端部にかけて大きくなっている。つまり、中間転写ベルト５に対する２次転写ローラの長手方向における押圧力が右端部から左端部にかけて大きくなっている。ただし、図示矢印Ｇ方向から見た中間転写ベルト５及び駆動ローラ１０の平面図である図４に示すように、２次転写ローラ７の回転軸と駆動ローラ１０の回転軸はシートの搬送方向と直交する方向に平行である。そして、中間転写ベルト５の回転に伴って２次転写ローラ７を回転させると、２次転写ローラ７が中間転写ベルト５に対して図示矢印Ｆ方向に力Ｆ２を作用させる。したがって、寄り力Ｆ１と力Ｆ２の作用によって中間転写ベルト５に生じたシワ１３が中間転写ベルト５の幅方向に伸ばされて、解消される。
【００２９】
本実施例によれば、２次転写ローラ７の回転軸と駆動ローラ１０の回転軸はシートの搬送方向と直交する方向に平行であるため、２次転写領域において、シートが斜行するのを防止することができる。一方、特許文献１に記載された発明のように、２次転写ローラの配設角度を変化さると、転写位置においてシートの斜行が生じて画像形成不良になり易い。
【００３０】
次に、画像形成開始前の動作について説明する。図５に画像形成開始前後における画像形成装置の動作を示す。画像形成装置のメインスイッチが押された後、画像形成装置は前多回転動作を行う。前多回転動作においては、感光ドラム１の感度均一化、帯電バイアス電圧の調整、現像バイアス電圧調整動作を行うキャリブレーション動作を行う。そして、同時に２次転写ローラ７を中間転写ベルト５に当接させ、駆動ローラ１０を駆動して中間転写ベルト５を複数回回転させる。この前多回転において、中間転写ベルト５に生じたシワ１３が解消される。前多回転の後、画像形成装置は、画像形成開始信号がＯＮになるまで待機し、画像形成開始信号がＯＮになると画像形成が開始される。画像形成の期間においては、中間転写ベルト５にトナー像が１次転写される間、２次転写ローラ７は中間転写ベルト５から離間している。１次転写が終わると２次転写ローラ７は中間転写ベルト５に当接して回転し、２次転写に備える。２次転写が終了すると画像形成は終了する。
【００３１】
以上より、本実施例によれば、画像形成前に中間転写ベルト５が２次転写ローラ７と駆動ローラ１０とで挟持されて回転している間、高温高湿環境下において生じたシワ１３を伸ばして、早期に解消することができる。したがって、画像形成の初期においても、画像形成不良を防止することができる。
【００３２】
また、寄り力Ｆ１を、２次転写ローラ７の作用力Ｆ２が打ち消すことがないため、中間転写ベルト５の蛇行を有効に防止することができる。
【００３３】
以上説明したシワ１３の解消の効果を確認するため、本実施例における実験を行った。実験では、本実施例における画像形成装置を、高温高湿環境（３０℃、８０％Ｒｈ）下に２週間放置した後、画像形成装置の電源を入れ、中間転写ベルト５の前多回転、キャリブレーションを行った後、画像形成を行った。そして、中間転写ベルト５に生じたシワ１３の状態と、シートに形成された画像の不良について目視確認を行った。なお、中間転写ベルト５の前多回転動作においては、中間転写ベルト５を１０回転周回させた。２次転写ローラ７の回転軸の軸受に作用するばね弾性力については、ばね３１の弾性力を一定にし、ばね３２の弾性力を変化させた。表１に実験結果を示す。シワの項目における×、△、○は、それぞれ前多回転終了時において、シワが解消していないこと、シワが軽微に残っていること、シワが解消していることを示す。画像の項目における△、○は、それぞれ画像形成終了時において、軽微にシワ状の画像不良となったこと、良好な画像を得られたことを示す。
【００３４】
【表１】
2007240611.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、ばね３２の弾性力をばね３１の弾性力よりも相対的に大きくすることにより、シワ１３を早期に解消することができ、画像不良を防止することが確認できた。
【００３６】
本実施例においては、２次転写ローラ７によってシワ１３を解消することを述べたが、シワ１３を解消するためには、２次転写ローラ７だけでなく、中間転写ベルト５に当接し、駆動ローラ１０と共に中間転写ベルト５を狭持して回転される弾性回転部材であればどんなものでもよい。例えば、クリーニングローラ８でもよい。
【００３７】
また、本実施例においては、中間転写ベルト５の片側端部のみにリブ３３を設けた場合を説明したが、中間転写ベルトの両端部にリブ３３を設けている場合でも、どちらの端部にもリブがない場合でもよい。
【００３８】
さらに、中間転写ベルト５が、回転軸の軸心が固定されている駆動ローラ１０及び従動ローラ、回転軸の軸心が固定されていないテンションローラ１１によって張架されている場合でもよい。なお、２次転写ローラ７が中間転写ベルト５を挟んで、駆動ローラ１０の対向する位置に配置されても、従動ローラの対向する位置に配置されてもよい。
【００３９】
また、本実施例においては、高温高湿環境下でシワ１３の生じるベルトとして、中間転写ベルトの例を挙げたが、無端状のトナー像担持ベルトとして他にも感光体ベルトが挙げられる。感光体ベルトを用いた場合は、感光体ベルトに転写ローラを当接させ、画像形成開始前のキャリブレーション動作中に感光体ベルトを複数回回転させることにより、感光体ベルトに生じたシワ１３を早期に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）高温高湿環境下に長時間放置したときのローラ及びベルトの側面図、（ｂ）高温高湿環境下に長時間放置したときのローラ及びベルトの平面図
【図２】第１実施例における画像形成装置の概略図
【図３】第１実施例における駆動ローラ及び２次転写ローラの断面図
【図４】第１実施例における駆動ローラ及び２次転写ローラの平面図
【図５】第１実施例における画像形成装置の動作シーケンスチャート
【符号の説明】
【００４１】
１  感光ドラム
２  帯電器
３  露光装置
４  現像器
５  中間転写ベルト
７  ２次転写ローラ
８  クリーニングローラ
１０  駆動ローラ
１１  テンションローラ
１３  シワ
３１  ばね
３２  ばね
【図１】
2007240611.tif 000004
【図２】
2007240611.tif 000005
【図３】
2007240611.tif 000006
【図４】
2007240611.tif 000007
【図５】
2007240611.tif 000008