JP6164884B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、中間転写ベルトまたは搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus including an intermediate transfer belt or a conveyance belt.
カラー画像を出力する電子写真画像形成装置には、無端状の平ベルトを用いてトナー像や被記録紙であるシートを搬送する機構として、ベルト搬送装置やシート搬送装置と呼ばれる機構が設けられる。ベルト搬送装置では、中間転写ベルトと呼ばれるベルトが用いられる。ベルト搬送装置を備えた画像形成装置は、複数の感光体ドラムにそれぞれ担持された色の異なるトナー画像を、シート上に直接転写するのではなく、各感光体ドラムから一旦中間転写ベルトの表面に転写し、その転写画像をシートに一括転写する。シート搬送装置では、搬送ベルトと呼ばれるベルトが用いられる。シート搬送装置を備えた画像形成装置は、各感光体ドラム上のトナー画像をシートに直接転写させる構成となっており、搬送ベルトは、トナー像をシートに転写し、かつ該シートを搬送するために用いられる。
上記ベルト搬送装置やシート搬送装置では、光学センサなどを用いてベルトの表面状態を検知することで、転写材へ転写される画像の色ズレ、濃度、色度などの補正が行われる。特許文献1には、ベルト表面に対向配置した光学センサによって、ベルトに転写したトナー像マークなどを検出する際に、検出箇所のベルト裏側に裏当て部材を設け、ベルトの変形を矯正することで、精度の良い光学センサ検出を実現する構成が記載されている。
An electrophotographic image forming apparatus that outputs a color image is provided with a mechanism called a belt conveyance device or a sheet conveyance device as a mechanism for conveying a toner image or a sheet as a recording paper using an endless flat belt. In the belt conveyance device, a belt called an intermediate transfer belt is used. An image forming apparatus provided with a belt conveying device does not directly transfer toner images of different colors carried on a plurality of photosensitive drums onto a sheet, but instead from each photosensitive drum to the surface of an intermediate transfer belt. Transfer and transfer the transferred image to a sheet. In the sheet conveying apparatus, a belt called a conveying belt is used. An image forming apparatus including a sheet conveying device is configured to directly transfer a toner image on each photosensitive drum to a sheet, and a conveying belt transfers the toner image to the sheet and conveys the sheet. Used for.
In the belt conveyance device and the sheet conveyance device, correction of color deviation, density, chromaticity, and the like of an image transferred to a transfer material is performed by detecting the surface state of the belt using an optical sensor or the like. In
しかしながら、上記裏当て部材は、回転移動するベルトに対して摺擦する摺擦部材であるため、ベルトとの当接部で摩擦力が発生する。ベルトと摺擦部材との当接圧と摩擦力の関係によっては、摺擦部材が振動して異音が発生してしまうことが懸念される。 However, since the backing member is a rubbing member that rubs against the rotating belt, a frictional force is generated at a contact portion with the belt. Depending on the relationship between the contact pressure between the belt and the rubbing member and the frictional force, there is a concern that the rubbing member vibrates and abnormal noise is generated.
本発明の目的は、ベルトと摺擦部材が摺擦する構成において、摺擦部材の振動による異音の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the generation of abnormal noise due to vibration of a rubbing member in a configuration in which a belt and a rubbing member are rubbed.
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に転写されるトナー像またはトナー像が転写される記録材を搬送するために移動可能なベルトと、
前記ベルトの外周面に対向する検知手段と、
前記ベルトの内周面に押し当てられ、移動する前記ベルトに対して摺擦する摺擦部材と、
前記摺擦部材を支持する支持部材と、
を備える画像形成装置において、
前記支持部材は、前記摺擦部材の前記ベルトとの当接面とは反対側の面を支える第1支持部と、前記第1支持部の前記摺擦部材を支持する側とは反対側から前記外周面に平行に延びる第2支持部と、を備え、
前記外周面に平行な仮想面に対する投影形状の面積が、前記外周面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想面に対する投影形状の面積より小さいことを特徴とする。
To achieve the above SL is provided an image forming apparatus of the present invention,
A belt that is movable to convey a toner image to be transferred to the recording material or a recording material to which the toner image is transferred;
Detecting means facing the outer peripheral surface of the belt;
Pressed against the inner peripheral surface of the belt, and a rubbing member for rubbing against the moving belt,
A support member for supporting the rubbing member;
In an image forming apparatus comprising:
The support member includes a first support portion that supports a surface of the rubbing member opposite to the contact surface with the belt, and a side of the first support portion that is opposite to the side that supports the rubbing member. A second support portion extending in parallel with the outer peripheral surface,
Area of the projected shape with respect to the virtual plane parallel to the outer peripheral surface may be smaller than the area of the projected shape with respect to an imaginary plane perpendicular to the vertical and the transport direction on the outer peripheral surface.
本発明によれば、ベルトと摺擦部材が摺擦する構成において、摺擦部材の振動による異音の発生を抑制することができる。 According to the present invention, in the configuration in which the belt and the rubbing member are rubbed, generation of abnormal noise due to vibration of the rubbing member can be suppressed.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.
(実施例1)
図1は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の概略図、図2は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の模式的断面図である。本実施例では、電子写真画像形成装置として、ロータリー(現像器回転)方式の4サイクルフルカラーレーザープリンターを例に説明する。
Example 1
FIG. 1 is a schematic view of an electrophotographic image forming apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic sectional view of the electrophotographic image forming apparatus according to this embodiment. In this embodiment, as an electrophotographic image forming apparatus, a rotary (developer rotating) type four-cycle full-color laser printer will be described as an example.
〔カラー画像形成装置の画像形成動作概略〕
中間転写ベルト5aは、張架部材としての、駆動ローラ40、第1の従動ローラ(テン
ションローラ)41、第2の従動ローラ(アイドラローラ)42に張架され、駆動ローラ40が回転することで、図2中の矢印方向(時計回り)に回転移動可能に構成されている。感光体ドラム1は、中間転写ベルト5aの回転と同期して感光体ドラム1を図2中の矢印方向とは反対方向(反時計回り)に回転する。
[Outline of image forming operation of color image forming apparatus]
The
感光体ドラム1の表面は、帯電装置2によって均一に帯電されるとともに、露光手段3によってイエロー画像の露光が行われ、感光体ドラム1上にイエローの静電潜像が形成される。この静電潜像形成と同時にロータリー現像装置4を駆動してイエローの現像器4Yを現像位置に配置し、感光体ドラム1上の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加する。これにより、感光体ドラム1上の静電潜像にイエロートナーが付着し、イエロートナー像が現像される。その後、中間転写ベルトユニット内の1次転写ローラ5jにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム1上のイエロートナー像を中間転写ベルト5a上に1次転写する。
The surface of the
イエロートナー像の1次転写が終了すると、ロータリー現像装置4が回転して、他の色の現像器(4M、4C、4Bk)が感光体ドラム1に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様に、静電潜像の形成、トナー像の現像、一次転写が行われる。こうして、マゼンタ、シアン、ブラックの各色についても、静電潜像の形成、現像、1次転写を順次行い、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。この間、2次転写ローラ11は、中間転写ベルト5aとは非接触の状態にある。このとき、クリーニングユニットとしての帯電ブラシ22、帯電ローラ23も中間転写ベルト5aとは非接触状態に位置する。
When the primary transfer of the yellow toner image is completed, the rotary developing device 4 rotates and the developing devices (4M, 4C, 4Bk) of other colors are positioned at the developing positions facing the
中間転写ベルト5a上に4色のトナー像形成完了後、2次転写ローラ11が中間転写ベルト5aに当接される(図2の状態)。そして、中間転写ベルト5aの回転と同期して、積載手段19からピックアップローラ18により転写媒体(記録材)としての記録紙が1枚毎分離給紙される。再給紙手段である搬送ローラ対7dによって、所定の位置で待機していた記録紙が中間転写ベルト5aと2次転写ローラ11のニップ部に送り込まれる。
After the four color toner images are formed on the
ここで搬送ローラ対7dの直前には、記録紙の先端を検知して搬送ローラ対7dの回転駆動力を一時遮断し、記録紙を所定の位置で待機させるレジセンサ(不図示)が設けられている。さらに、2次転写ローラ11にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、搬送されてきた記録紙の表面に中間転写ベルト5a上のトナー像が一括して2次転写される。複数色のトナー像が2次転写された記録紙は、定着器8でトナー像の定着が行われ、その後、排紙ローラ対9によってカラー画像形成装置A上部の排紙トレイ10に排紙される。以上により、画像形成が完了する。
Here, immediately before the
一方、1次転写後にクリーニング用帯電ブラシ22と帯電ローラ23が中間転写ベルト5aに当接され、中間転写ベルト5aに残った残留トナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与された残留トナーは、感光体ドラム1に静電的に付着され、その後、感光体ドラム1用のクリーニングブレード6により回収される。ここで、駆動ローラ40は、幅方向で2次転写ローラ11よりも幅が広く、クリーニング用帯電ブラシ22と帯電ローラ23よりも幅が広い。駆動ローラ40は、電気抵抗の低いゴムで表面をコーティングされており、2次転写ローラ11、クリーニング用帯電ブラシ22、帯電ローラ23の対向電極として機能する。
On the other hand, after the primary transfer, the
〔中間転写ベルトユニット及び感光体ドラムユニット〕
図3は、中間転写ベルトユニット21と感光体ドラムユニット20の模式的主断面図、図4は、図3の中間転写ベルトユニット21と感光体ドラムユニット20を上方より見た模式的横断面図である。
[Intermediate transfer belt unit and photosensitive drum unit]
3 is a schematic main cross-sectional view of the intermediate
感光体ドラムユニット20は、中間転写ベルトユニット21の中間転写ベルト5aの上方に配置されており、装置前面(正面)側に廃トナーボックス16が配置されている。感光体ドラムユニット20では、感光体ドラム1が両端を右側軸受202と左側軸受206により回転自在に保持され、右側端部のカップリング49を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、帯電ローラ2は、両端の軸受25を介して圧縮バネ26により所定の力で感光体ドラム1に圧接され、感光体ドラム1に対して従動回転するようになっている。
The
中間転写ベルトユニット21は、中間転写ベルト5aが、駆動ローラ40、テンションローラ41、アイドラローラ42に張架されている。中間転写ベルトユニット21の駆動ローラ40には中間転写ベルト5a上の残留トナーに転写時と逆極性の電荷付与するためのクリーニング帯電ブラシ22と帯電ローラ23が設けられている。駆動ローラ40は、両端を右側軸受201と左側軸受205により回転自在に保持され、右側軸受部の駆動ギア48を介して装置本体から所定の回転駆動が伝達される。テンションローラ41両端の軸受には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト5aに所定の張力を与えるようになっている。中間転写ベルト5aを挟んで、感光体ドラム1と対向する位置には、1次転写ローラ5jが設けられ、両端の軸受46を介して圧縮バネ47により所定の力で中間転写ベルト5aに対して圧接され、感光体ドラム1に対して従動回転するようになっている。軸受の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、1次転写ローラ5jに所定のバイアスを印加することにより、感光体ドラム1上表面上のトナーが中間転写体ベルト5a上に1次転写される。
In the intermediate
〔フルカラー画像の各色トナー画像の位置合わせ及び濃度調整〕
中間転写ベルト5aには、中間転写ベルト5aの搬送方向の位置を検出し、中間転写ベルト5a上に重ね合わせる各色トナー画像の位置合わせ及び濃度調整を行うために、検出手段が設けられている。
[Alignment and density adjustment of each color toner image of full color image]
The
中間転写ベルト5aの幅方向における画像形成領域外に光反射体のマーカー71が貼付されている。これに対向するように所定の位置に反射型の光センサ(フォトセンサ)70が配置されている。ここで、中間転写ベルト5aの幅方向とは、中間転写ベルト5aの移動方向と直交する方向のことである。中間転写ベルト5aの幅方向における画像形成領域(幅方向画像形成領域)とは、中間転写ベルト5aにおける感光体ドラム1からトナー像が転写されることが可能な領域である。この光反射体のマーカー71からの反射光を検知することにより中間転写ベルト5aの搬送方向の画像書き出し基準位置を検知し、この検知信号に同期して露光手段3による感光体ドラム1への画像データ書き込みタイミングを制御している。従って、中間転写ベルト5aの搬送速度は、画像書き出しタイミングを同期させるために安定していなければならない。搬送速度が不安定になると画像書き出しタイミングを同期できず色ずれ画像が発生してしまうことになる。
A light reflecting marker 71 is stuck outside the image forming area in the width direction of the
また、光センサ70は、中間転写ベルト5aに形成された各色のトナー画像による検知パッチと中間転写ベルト5a表面の反射光強度を検出することで、濃度調整補正も行う。従って、中間転写ベルト5aの検出位置でのベルトの変形は検出誤差につながり、濃度調整の誤差となってしまうため、中間転写ベルト5aの変形は極力抑える必要がある。光センサ70の対向位置には、中間転写ベルト5aの変形を抑えるために中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材72が配置されている。摺擦部材72は、ベルト幅方向に延びる断面略矩形の板状部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット21のフレーム部材に両端を固定される。摺擦部材72は、中間転写ベルト5aの幅方向において、中間転写ベルト5aの画像形成領域の幅以上の幅で、中間転写ベルト5aに押し当てられる。さらに、摺擦部材72が押圧する領域には、中間転写ベルト5aにおいて光センサからの光を
反射する領域に対応する領域を含んでいる。
The
図5は、中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材72に働く力の概念を示す模式図である。中間転写ベルト5aの張力により摺擦部材72に発生する力N(垂直抗力)、中間転写ベルト5aと摺擦部材72の摩擦係数μ、中間転写ベルト5aの搬送方向に発生する力をF(接線力)とするとF=μ・Nで表される。従って、接線力Fは垂直抗力Nもしくは中間転写ベルト5aと摺擦部材72の摩擦係数μが大きいほど大きくなっていく。特に摩擦係数μが大きいとスティックスリップを起こしやすく、スティックスリップが発生すると接線力Fが変動し、摺擦部材72が振動する原因となる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the concept of the force acting on the rubbing
〔摺擦部材の振動による異音の発生〕
図6〜図9を参照して、従来形状の摺擦部材における振動方向について説明する。図6は、中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材72の断面形状、図7は、図6の摺擦部材72のA矢視図、図8は、図6の摺擦部材のB矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト5aの搬送方向をx軸、高さ方向をz軸、中間転写ベルト5aの幅方向をy軸と定義する。
[Generation of abnormal noise due to vibration of rubbing member]
With reference to FIGS. 6-9, the vibration direction in the conventional-shaped rubbing member is demonstrated. 6 is a cross-sectional shape of the rubbing
図6の摺擦部材72の断面形状において、W1は中間転写ベルト5a搬送方向の幅、H1は高さを示しており、幅W1より高さH1の方が小さくなっている。図7及び図8のD1は、摺擦部材72の中間転写ベルト5a幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ摺擦部材72のの形状は、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想面に投影した形状の投影面積(W1×D1)が、中間転写ベルト5aの画像形成面に垂直な仮想面に投影した形状の投影面積(H1×D1)より大きくなる。
In the cross-sectional shape of the rubbing
図7のy1は、摺擦部材72が垂直抗力Nを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示しており、図8のx1は、摺擦部材72が接線力Fを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。
Y1 in FIG. 7 indicates the maximum amount of deformation in the height direction when the rubbing
図9は、図6に示すような幅W1と高さH1の長方形断面を持つ摺擦部材72における断面二次モーメントと幅W1と高さH1の比との関係を示している。縦軸の断面二次モーメント、横軸の幅W1と高さH1の比ともに、それぞれ対数表示している。ここで、幅W1と高さH1の比は、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想平面に投影した形状の投影面積と、中間転写ベルト5aの画像形成面に対して垂直な仮想平面に投影した形状の投影面積と、の比と等しい。
FIG. 9 shows the relationship between the cross-sectional secondary moment and the ratio between the width W1 and the height H1 in the rubbing
図9において、Ix1は、摺擦部材73の断面形状から算出されるx軸回りの断面二次モーメント(x軸に垂直な断面におけるx軸に関する断面二次モーメント)、Iz1は、z軸回りの断面二次モーメントを示す。Dx1は、摺擦部材72に設計上必要なx軸回りの断面二次モーメントの値、Dz1は、摺擦部材72に設計上必要なz軸回りの断面二次モーメントの値である。それぞれ摺擦部材72自体の材質や光センサの検知誤差の許容値により決定される。
In FIG. 9, Ix1 is a cross-sectional secondary moment around the x-axis calculated from the cross-sectional shape of the rubbing member 73 (cross-sectional secondary moment with respect to the x-axis in a cross section perpendicular to the x-axis), and Iz1 is around the z-axis. The moment of inertia is shown. Dx1 is the value of the cross-sectional secondary moment around the x axis required for the rubbing
例えば、幅W1と高さH1が同じ値、すなわち正方形断面のときにはIx1とIz1は同じ値となり、中間転写ベルト5aとの摺擦による摺擦部材72の高さ方向への曲がりやすさと搬送方向への変形しやすさは同等となる。また、幅W1より高さH1の方が小さい場合(図6)には、Ix1よりIz1の方が大きくなり、摺擦部材72は高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が高いことを表している。すなわち、図6のように幅W1より高さH1の方が小さい場合には、仮に接線力Fと垂直抗力Nが同じ値とすると、摺擦部材72の高さ方向の変形量の最大値y1(図7)は、摺擦部材72の搬送方向の変形量の最大値x1(図8)より大きい値となる。
For example, when the width W1 and the height H1 are the same value, that is, when the cross section is a square, Ix1 and Iz1 have the same value. The ease of deformation is the same. When the height H1 is smaller than the width W1 (FIG. 6), Iz1 is larger than Ix1, and the rubbing
したがって、摺擦部材72が図6のような幅W1より高さH1の方が小さい長方形断面を持つ場合は、接線力Fと垂直抗力Nの合力が加わったときに、搬送方向よりも高さ方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Fが変動したときには主に高さ方向に大きく振動することになる。摺擦部材72が主に高さ方向に振動した場合は中間転写ベルト5aの表面積の広い画像形成面が上下に振動することになるので、音圧は振動している方向の表面積に比例するため、異音を発生しやすい。
Therefore, when the rubbing
〔異音の発生を低減する構成〕
図9〜図12を参照して、本発明の特徴である摺擦部材の振動により発生する異音を低減する構成について説明する。図10は、中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材73の断面形状、図11は、図10の摺擦部材73のA矢視図、図12は、図10の摺擦部材のB矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト5aの搬送方向をx軸、高さ方向をz軸、中間転写ベルト5aの幅方向をy軸と定義する。
[Configuration to reduce the occurrence of abnormal noise]
With reference to FIGS. 9-12, the structure which reduces the noise generated by the vibration of the rubbing member which is the characteristics of this invention is demonstrated. 10 is a cross-sectional shape of the rubbing
図10の摺擦部材73の断面形状において、W1は中間転写ベルト5aの搬送方向の幅、H1は高さを示しており、幅W1より高さH1の方が大きくなっている。図11及び図12のD1は、摺擦部材73の中間転写ベルト5a幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ摺擦部材73の形状は、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積(W1×D1)が、中間転写ベルト5aの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積(H1×D1)より小さくなる。
In the cross-sectional shape of the rubbing
図11のy2は、摺擦部材73が垂直抗力Nを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示しており、図12のx2は、摺擦部材73が接線力Fを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。
11 indicates the maximum value of the amount of deformation in the height direction when the rubbing
図9からわかるように、幅W1より高さH1の方が大きい場合にはIx1よりIz1の方が小さく、高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が低いことを表している。本実施例では、H1/W1が1を超え、かつ、Ix1、Iz1が、Dx1、Dz1より大きい値、すなわち、図9のA1より小さい値となる範囲で、幅W1及び高さH1を決定する。仮に接線力Fと垂直抗力Nが同じ値とすると、摺擦部材73の高さ方向の変形量の最大値y2(図10)は、摺擦部材73の搬送方向の変形量の最大値x2(図8)より小さい値となる。
As can be seen from FIG. 9, when the height H1 is larger than the width W1, Iz1 is smaller than Ix1, indicating that the rigidity with respect to the force in the conveying direction is lower than the force in the height direction. In this embodiment, the width W1 and the height H1 are determined in a range where H1 / W1 exceeds 1 and Ix1 and Iz1 are larger than Dx1 and Dz1, that is, smaller than A1 in FIG. . Assuming that the tangential force F and the vertical drag N have the same value, the maximum deformation amount y2 (FIG. 10) of the rubbing
したがって、図10のような摺擦部材73が幅W1より高さH1の方が大きい長方形断面を持つ場合は、接線力Fと垂直抗力Nの合力が加わったときに、高さ方向よりも搬送方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Fが変動したときには主に搬送方向に大きく振動することになる。摺擦部材73が主に搬送方向に振動した場合は中間転写ベルト5aの表面積の広い画像形成面は搬送方向における前後方向に振動することになり、異音を発生しにくい。
Therefore, when the rubbing
ここまで、摺擦部材73が直接中間転写ベルト5aの裏面に直接当接する構成について述べてきたが、摺擦部材73の中間転写ベルト5aとの当接面に導電性のシートなどを配置しても良い。
Up to this point, the configuration in which the rubbing
以上、説明したように、本実施例に係る画像形成装置は、摺擦部材73が、中間転写ベルト5aに押し当てられる面が、画像形成面に垂直かつ幅方向に延びる面よりも小さいことを特徴とする。すなわち、摺擦部材73の形状について、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内の面積を、画像形成面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内における面積
より小さくした。したがって、摺擦部材73における画像形成面に垂直な軸に関する断面二次モーメントは、搬送方向に平行な軸に関する断面二次モーメントより大きくなる。かかる構成によれば、摺擦部材73にかかる接線力Fが変動した場合でも、中間転写ベルト5aを前後方向に振動させることで、中間転写ベルト5aの振動している方向の表面積を低減し、異音を発生しにくくすることができる。これにより、中間転写ベルト5aの裏面と摺擦部材73が摺擦し、摩擦係数μが大きくなりスティックスリップを起こして摺擦部材73が振動する場合でも、簡単な構成で異音を低減させることができる。すなわち、コンパクトで異音を未然に防止したカラー電子写真画像形成装置を実現することができる。
As described above, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the surface on which the rubbing
なお、本実施例では、中間転写ベルトにおいて画像を搬送する搬送面としての画像形成面を基準として、摺擦部材の投影形状を画定したが、ベルト搬送装置の場合には、搬送ベルトにおいて記録材を搬送する搬送面を基準とすればよい。また、本実施例では、ロータリー方式の画像形成装置に適用した場合を説明したが、感光体ドラム及び現像装置を含む画像形成部をトナーの色ごとに備えたタンデム方式の画像形成装置や、単色モノカラーの画像形成装置にも適用可能なことは言うまでもない。 In this embodiment, the projection shape of the rubbing member is defined based on the image forming surface as the conveying surface for conveying the image on the intermediate transfer belt. However, in the case of the belt conveying device, the recording material is recorded on the conveying belt. What is necessary is just to use the conveyance surface which conveys as a reference. Further, in this embodiment, the case where the present invention is applied to a rotary type image forming apparatus has been described. However, a tandem type image forming apparatus provided with an image forming unit including a photosensitive drum and a developing device for each toner color, or a single color Needless to say, the present invention can also be applied to a monocolor image forming apparatus.
(実施例2)
図13〜図19を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。ここでは、上記実施例1と異なる点を主に説明し、共通する構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。ここで特に説明しない事項については、上記実施例1と同様である。
(Example 2)
An image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, differences from the first embodiment will be mainly described, and the same reference numerals are given to common configurations, and description thereof will be omitted as appropriate. Matters not specifically described here are the same as those in the first embodiment.
本実施例に係る画像形成装置は、中間転写ベルト5aの裏面と摺擦する摺擦部材と、それを支持する支持部材とからなる摺擦手段を備えた構成となっている。実施例1では、摺動部材の形状を、異音の発生を低減可能な構成としたが、本実施例では、摺動部材を支える支持部材の形状を、異音の発生を低減可能な構成としている。
The image forming apparatus according to the present embodiment includes a rubbing unit that includes a rubbing member that rubs against the back surface of the
〔摺擦部材の振動による異音の発生〕
図13〜図16を参照して、従来形状の摺擦手段における振動方向について説明する。図13は、中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材74及び支持部材75の断面形状、図14は、図13のA矢視図、図15は、図13のB矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト5aの搬送方向をx軸、高さ方向をz軸、中間転写ベルト5aの幅方向をy軸と定義する。
[Generation of abnormal noise due to vibration of rubbing member]
With reference to FIGS. 13-16, the vibration direction in the conventional-shaped rubbing means is demonstrated. 13 is a cross-sectional shape of the rubbing
図13の支持部材75の断面形状において、W2は中間転写ベルト5a搬送方向の幅、H2は高さ、tは厚みを示しており、幅W2より高さH2の方が小さくなっている。図14及び図15のD2は、支持部材75の中間転写ベルト5a幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ支持部材75の形状は、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積(W2×D2)が、中間転写ベルト5aの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積(H2×D2)より大きくなる。
In the cross-sectional shape of the
摺擦部材74は、高さ方向の厚みが小さい平板状部材であり、上面が中間転写ベルト5aに押し当てられ、下面が支持部材75に固定されている。支持部材75は、ベルト幅方向に延びる断面略L字形の部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット21のフレーム部材に両端を固定される。
The rubbing
図14のy3は、摺擦部材74を介して支持部材75が垂直抗力Nを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示している。また、図15のx3は、摺擦部材74を介して支持部材75が接線力Fを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。ここで、支持部材75の変形量を考える場合に、摺擦部材74の
剛性は支持部材75の剛性より十分に低く、摺擦部材74の剛性は無視できるものとする。
14 indicates the maximum value of the deformation amount in the height direction when the
図16は、図13に示すような幅W2と高さH2のL字形断面を持つ支持部材75における断面二次モーメントと幅W2と高さH2の比との関係を示している。縦軸の断面二次モーメント、横軸の幅W2と高さH2の比ともに、それぞれ対数表示している。
FIG. 16 shows the relationship between the cross-sectional secondary moment and the ratio of the width W2 to the height H2 in the
図16において、Ix2は、支持部材75の断面形状から算出されるx軸回りの断面二次モーメント、Iz2は、z軸回りの断面二次モーメントを示す。Dx2は、支持部材75に設計上必要なx軸回りの断面二次モーメントの値、Dz2は、支持部材75に設計上必要なz軸回りの断面二次モーメントの値である。それぞれ支持部材75自体の材質や光センサの検知誤差の許容値により決定される。
In FIG. 16, Ix2 represents a cross-sectional secondary moment about the x-axis calculated from the cross-sectional shape of the
例えば、幅W2と高さH2が同じ値、すなわちL字の短辺と長辺が同じ長さの断面のときにはIx2とIz2は同じ値となり、中間転写ベルト5aとの摺擦による摺擦部材75の高さ方向への曲がりやすさと搬送方向への変形しやすさは同等となる。また、幅W2より高さH2の方が小さい場合(図13)には、Ix2よりIz2の方が大きくなり、支持部材75は高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が高いことを表している。すなわち、図13のように幅W2より高さH2の方が小さい場合には、仮に接線力Fと垂直抗力Nが同じ値とすると、支持部材75の高さ方向の変形量の最大値y3(図14)は、支持部材75の搬送方向の変形量の最大値x3(図15)より大きい値となる。
For example, when the width W2 and the height H2 have the same value, that is, when the cross section has the same length of the short side and the long side, Ix2 and Iz2 have the same value. The ease of bending in the height direction and the ease of deformation in the transport direction are the same. Further, when the height H2 is smaller than the width W2 (FIG. 13), Iz2 is larger than Ix2, and the
したがって、支持部材75が図13のような幅W2より高さH2の方が小さいL字形断面を持つ場合は、接線力Fと垂直抗力Nの合力が加わったときに、搬送方向よりも高さ方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Fが変動したときには主に高さ方向に大きく振動することになる。支持部材75が主に高さ方向に振動した場合は中間転写ベルト5aの表面積の広い画像形成面が上下に振動することになるので、音圧は振動している方向の表面積に比例するため、異音を発生しやすい。
Therefore, when the
〔異音の発生を低減する構成〕
図17〜図19を用いて、本発明の特徴である支持部材の振動により発生する異音を低減する構成について説明する。図17は、中間転写ベルト5aの裏面に当接する摺擦部材76及び支持部材77の断面形状、図18は、図17のA矢視図、図19は、図17のB矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト5aの搬送方向をx軸、高さ方向をz軸、中間転写ベルト5aの幅方向をy軸と定義する。
[Configuration to reduce the occurrence of abnormal noise]
The structure which reduces the abnormal noise which generate | occur | produces by the vibration of the supporting member which is the characteristics of this invention is demonstrated using FIGS. 17 is a cross-sectional shape of the rubbing
図17の支持部材77の断面形状において、W2は中間転写ベルト5aの搬送方向の幅、H2は高さを示しており、幅W2より高さH2の方が大きくなっている。図18及び図19のD1は、支持部材77の中間転写ベルト5aの幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ支持部材77の形状は、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積(W2×D2)が、中間転写ベルト5aの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積(H2×D2)より小さくなる。
In the cross-sectional shape of the
摺擦部材76は、高さ方向の厚みが小さい平板状部材であり、上面が中間転写ベルト5aに押し当てられ、下面が支持部材77に固定されている。支持部材77は、ベルト幅方向に延びる断面略L字形の部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット21のフレーム部材に両端を固定される。支持部材77は、画像形成面に略垂直に延びて摺擦部材76のベルト当接面とは反対側の面を支える第1支持部と、第1支持部の摺擦部材76を支持する側とは反対側から画像形成面に略平行に延びる第2支持部と、を有する。
The rubbing
図18のy4は、摺擦部材76を介して支持部材77が垂直抗力Nを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示している。また、図19のx4は、摺擦部材76を介して支持部材77が接線力Fを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。ここで、支持部材77の変形を考える場合に、摺擦部材76の剛性は支持部材77の剛性より十分に低く、摺擦部材76の剛性は無視できるものとする。
18 indicates the maximum value of the amount of deformation in the height direction when the
図16からわかるように、幅W2より高さH2の方が大きい場合にはIx2よりIz2の方が小さく、高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が低いことを表している。本実施例では、H2/W2が1を超え、かつ、Ix2、Iz2が、Dx2、Dz2より大きい値、すなわち、図16のA2より小さい値となる範囲で、幅W2及び高さH2を決定する。仮に接線力Fと垂直抗力Nが同じ値であったとすると、支持部材77の高さ方向の変形量の最大値y4(図18)は、支持部材77の搬送方向の変形量の最大値x4(図19)より小さい値となる。
As can be seen from FIG. 16, when the height H2 is larger than the width W2, Iz2 is smaller than Ix2, indicating that the rigidity with respect to the force in the conveying direction is lower than the force in the height direction. In this embodiment, the width W2 and the height H2 are determined in a range where H2 / W2 exceeds 1 and Ix2 and Iz2 are larger than Dx2 and Dz2, that is, smaller than A2 in FIG. . Assuming that the tangential force F and the vertical drag N have the same value, the maximum deformation amount y4 (FIG. 18) of the
このように、図17のような支持部材77が幅W2より高さH2の方が大きいL字形断面を持つ場合は、接線力Fと垂直抗力Nの合力が加わったときに、高さ方向よりも搬送方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Fが変動したときには主に搬送方向に大きく振動することになる。支持部材77が主に搬送方向に振動した場合は中間転写ベルト5aの表面積の広い画像形成面は主に前後方向に振動することになり、異音を発生しにくい。
As described above, when the
ここまで、摺擦部材76が直接中間転写ベルト5aの裏面に直接当接する構成について述べてきたが、摺擦部材76の中間転写ベルト5aとの当接面に導電性のシートなどを配置しても良い。
Up to this point, the configuration in which the rubbing
以上、説明したように、本実施例に係る画像形成装置は、支持部材77が、画像形成面に垂直な方向の高さが、画像形成面に平行な方向の幅よりも大きいことを特徴とする。すなわち、支持部材77の形状について、中間転写ベルト5aの画像形成面に平行な仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内の面積を、画像形成面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内における面積より小さくした。したがって、支持部材77における画像形成面に垂直な軸に関する断面二次モーメントは、搬送方向に平行な軸に関する断面二次モーメントより大きくなる。かかる構成によれば、支持部材77にかかる接線力Fが変動した場合でも、中間転写ベルト5aを前後方向に振動させることで、中間転写ベルト5aの振動している方向の表面積を低減し、異音を発生しにくくすることができる。これにより、中間転写ベルト5aの裏面と摺擦部材76が摺擦し、摩擦係数μが大きくなりスティックスリップを起こして支持部材77が振動する場合でも、簡単な構成で異音を低減させることができる。すなわち、コンパクトで異音を未然に防止したカラー電子写真画像形成装置を実現することができる。
As described above, the image forming apparatus according to the present embodiment is characterized in that the height of the
A…画像形成装置、5a…中間転写ベルト、70…光センサ(検知手段)、73、76…摺擦部材、77…支持部材 A ... Image forming apparatus, 5a ... Intermediate transfer belt, 70 ... Optical sensor (detection means), 73, 76 ... Rub member, 77 ... Support member
Claims (9)
前記ベルトの外周面に対向する検知手段と、
前記ベルトの内周面に押し当てられ、移動する前記ベルトに対して摺擦する摺擦部材と、
前記摺擦部材を支持する支持部材と、
を備える画像形成装置において、
前記支持部材は、前記摺擦部材の前記ベルトとの当接面とは反対側の面を支える第1支持部と、前記第1支持部の前記摺擦部材を支持する側とは反対側から前記外周面に平行に延びる第2支持部と、を備え、
前記外周面に平行な仮想面に対する投影形状の面積が、前記外周面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想面に対する投影形状の面積より小さいことを特徴とする画像形成装置。 A belt that is movable to convey a toner image to be transferred to the recording material or a recording material to which the toner image is transferred;
Detecting means facing the outer peripheral surface of the belt;
Pressed against the inner peripheral surface of the belt, and a rubbing member for rubbing against the moving belt,
A support member for supporting the rubbing member;
In an image forming apparatus comprising:
The support member includes a first support portion that supports a surface of the rubbing member opposite to the contact surface with the belt, and a side of the first support portion that is opposite to the side that supports the rubbing member. A second support portion extending in parallel with the outer peripheral surface,
Wherein the area of the projected shape with respect to the virtual plane parallel to the outer peripheral surface, an image forming apparatus and is smaller than the area of the projected shape with respect to an imaginary plane perpendicular to the vertical and the transport direction on the outer peripheral surface.
る請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The rubbing member is an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5 via the conductive sheet, characterized in that it is pressed against the belt.
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