JP2006259044A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばカラー画像形成装置において、中間転写ベルトユニットの着脱操作性を高めかつコストダウンを図る。
【解決手段】各色ごとのトナー像を担持する感光体ドラム２８〜３１がドラム回転軸心を一直線上に位置させて傾斜角α°で斜めに設けられている。その傾斜直線に対して中間転写ベルトユニット２７をほぼ水平方向へ着脱する。すなわち、中間転写ベルトユニット２７を感光体ドラム２８〜３１との接触から切り離して取り外す際、着脱方向へ移動させるとそれら感光体ドラムに干渉せず傾斜角α°の広がりをもって中間転写ベルトユニット２７が離間する。そうしたユニット離間操作は単に取り外し取り付けの着脱方向へのみ、引き抜きまたは押し込むだけのワンタッチ操作で行われる。それだけの操作であるから中間転写ベルトユニットの不正引き抜き防止用ロック機構を特に必要としない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式で画像形成を行うカラー複写機やカラープリンタに代表される画像形成装置に関するものである。

カラー画像形成装置において、像担持体である感光体ドラムおよび中間転写ベルトを備えて構成されるものは、感光体ドラムに担持されたＹＭＣＫ（黄色，マゼンタ，シアン，黒色）といった４色のトナー画像を一旦中間転写ベルトの表面に転写し、その転写されたトナー画像をさらに記録紙に一括して転写する。

ところで、そうした中間転写ベルトを取替え作業など行う際、あるいは装置作動中に発生したジャム（紙詰まり）処理の際、感光体ドラムに接触している定常位置から中間転写ベルトを離間させてから取り外し取り付けを行う。中間転写ベルトを感光体ドラムから遠ざけてから取り外すのは、感光体ドラムとの擦摺で双方の表面に傷がつかないようにするためであり、それに関する着脱構造が先に本願出願人によって提案されている（特許文献１参照）。一方、画像形成装置本体から中間転写ベルトを出し入れして取り外したり取り付けするためには、装置本体の外装ケースやフレームにベルト装着口を開口して設けておく必要がある。しかし、そうした装着口を設けると外装ケースなどの剛性強度が低下するので、それを考慮して感光体ドラムのドラム周における母線から垂直な方向へ着脱するようにした構造が同じく本願出願人から提案されている（特許文献２参照）。さらには、取り外し時、中間転写ベルトをそのままの状態に維持しつつ天地方向でいう上下方向へ落とすようにして離間させる。そのようにして感光体ドラムから遠ざけた中間転写ベルトを感光体ドラム周の母線に垂直な方向へ引き抜くようにした（取り付け時はその逆手順）構造も同じく本願出願人から提案されている（特許文献３参照）。

図７〜図９を参照して、中間転写ベルト着脱構造の一例を示せば、給紙カセット１、ピックアップローラ２、フィードローラ３、リタードローラ４およびレジストローラ５の各部材が画像形成装置本体の下部に設置されている。また、駆動および従動のローラ間に張架された中間転写ベルト７Ｂを主要部として、それにテンションローラや二次転写ローラ６などの部材を付属させて中間転写ベルトユニット７が構成されている。

また、この場合ＹＭＣＫの４色に対応する４つの感光ドラム８〜１１が配列されて備わり、露光手段であるレーザスキャナ１２によってそれら感光ドラム上に露光する。また、定着器１３、排紙ローラ１４、排紙トレイ１５が装置本体の上部に設置されている。さらに、離間レバー１６と位置決めコロ１７が装置本体に設けられ、上記中間転写ベルトユニット７を支持する支持部１８が設けられている。

その構造によって動作する場合、まず給紙カセット１からピックアップローラ２によって繰り出された記録紙などのシート材は、フィードローラ３とリタードローラ４によって数枚が重なり合わないよう１枚ずつ分離され、レジストローラ５に向けて搬送される。ここでシート材は一時停止する。続いて、レーザスキャナ１２によって感光ドラム８〜１１に露光された画像を現像器（図示略）で現像後、その現像画像を中間転写ベルト７Ｂ上に転写する（一次転写）。中間転写ベルト７Ｂ上に一次転写された画像は図中符号Ｅで示す方向へ進行し、画像進行に合わせてレジストローラ５でもって一時停止中のシート材の搬送を再開する。搬送再開されたシート材は二次転写ローラ６によって画像を転写され（二次転写）、定着器１３によって画像を定着し、排紙ローラ１４によって排紙トレイ１５上に排紙される。

経時使用により、中間転写ベルト７Ｂに取り替えの必要が生じた場合、取り外し時に中間転写ベルト７Ｂが感光ドラム８〜１１と擦れ合って双方の表面に傷がつくのを防ぐため、中間転写ベルトユニット７全体を感光ドラム８〜１１から一旦遠ざけ、双方の間の距離を置く。すなわち、離間レバー１６を図中符号Ａで示す矢印方向へ回動させ、中間転写ベルトユニット７の支持プレート１８を下方から担持している位置決めコロ１７を降下させる。そうした動作で中間転写ベルトユニット７は、図８に示すように、感光ドラム８〜１１から離間する。そのようにしてから、中間転写ベルトユニット７を図中符号Ｂで示す矢印方向に引き抜いて、外装ケースから装置本体外に取り出す。

反対に、図９に示すように、中間転写ベルトユニット７を装置本体に挿入して取り付ける場合、まず始めに離間レバー１６を矢印Ａ方向に回動させ、位置決めコロ１７を下降させた状態にして中間転写ベルトユニット７を装置本体に矢印Ｃ方向から挿入する。挿入後、離間レバー１６を矢印Ｄ方向へ回動させると、ユニット支持部１８を受けている位置決めコロ１７を上昇動させ、中間転写ベルトユニット７を正規位置にセットして装着完了する。

特開２０００−２３５３０９ 特開２００２−１３１９９７ 特開２００１−１１７４６５

ところで、中間転写ベルト着脱構造に関して挙げた上記特許文献１〜３にあっては、解決が望まれる下記共通の問題点ａ），ｂ）がある。

ａ）中間転写ベルトユニットを二段階操作して着脱することの操作性。

ユニット取替え時、ユーザは離間レバー１６を操作してユニット全体を天地方向でいう下方へ引き下げ（上下動作）て感光体ドラムから引き離し、それから手前側に引き出して（水平動作）外装ケースから取り出すといった二段階の操作を要する。加えて、ユーザが万一そうした離間レバー１６の存在や操作を忘れてしまい、装置本体から中間転写ベルトユニット７を無理に引き抜こうと試みたならば、ユニットと感光体ドラム８〜１１が互いに擦れ合う心配がある。

ｂ）中間転写ベルトユニットの引き抜き防止ロック機構による部品点数増加。

上記のように、中間転写ベルトユニット７が無理に引き抜かれるのを防ぐため、離間レバー１６が操作されない限り、中間転写ベルトユニット７をロックしているロック機構が解除されないようにし、取り外し不可とする引き抜き防止ロック機構が設けられている。そのために部品点数が増してしまう。

以上から、本発明の目的は、中間転写ベルトユニットの着脱操作性を高め、かつ部品点数を抑えてコスト低減を実現できる画像形成装置を提供することにある。

本発明の代表的な画像形成装置は、水平に対して傾斜角αを成す直線上に回転軸心を位置させかつ回転軸線を平行に配置されて各色トナー像を担持する複数の像担持体と、複数の像担持体にαと略同一の傾斜角α´を成して接触している装置本体内の定位置から着脱可能なベルトユニットと、を備え、傾斜角α´を維持した状態でベルトユニットが複数の像担持体に対して着脱できると同時に画像形成装置本体からも着脱されるように構成したことを特徴とするものである。

したがって、上記構成の画像形成装置は、傾斜角αを成して複数の像担持体に接触している状態から、ベルトユニットをそれら複数の像担持体および画像形成装置本体から着脱する。ベルトユニットの切り離しによる取り外し時、ベルトユニットを移動させて引き抜くようにすると、複数の像担持体に干渉することなく傾斜角αによる角度範囲の広がりをもってベルトユニットが像担持体から離間する。すなわち、そのようにベルトユニットを像担持体から離間させる操作は、従来のように、一度下げる動作とそこからの水平移動による二段階の動作を要せず、ただ単に取り外し時は引き抜くだけであり、また取り付け時は逆に押し込むだけである。

本発明の画像形成装置によれば、装置本体内に装着されているベルトユニットを取り付け取り外しして着脱作業を行うとき、傾斜角αを有する像担持体に対して出し入れするから、ベルトユニットと像担持体とはそれまでの接触状態から傾斜角αの角度分の広がりをもって相対に広がって離間する。よって、ベルトユニットを像担持体から切り離し時、双方の表面が擦れ合うことが防止でき、傷痕等の発生を防止できるものである。

以下に、本発明による画像形成装置の好適な一実施形態について図を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、給紙カセット２１、ピックアップローラ２２、フィードローラ２３、リタードローラ２４および対向一対からなるレジストローラ２５が装置本体の下部に設置されている。また、中間転写ベルトユニット２７が備わり、張架された中間転写ベルト２７Ｂを二次転写ローラ２６と二次転写補助ローラ２７Ｒ間に挟んで当接している。二次転写補助ローラ２７Ｒは二次転写ローラ２６よりもそれらの回転軸線が天地方向でいう上位に配置されている。中間転写ベルト２７Ｂは、それら二次転写ローラ２６と二次転写補助ローラ２７Ｒから奥方へ斜め下がり、つまり図の右側の手前から左側の奥方へ向かって斜めに下がって張架されている。

また、本例にあってもＹＭＣＫの４色ごとに対応してトナー像を形成して担持するための像担持体である感光体ドラム２８〜３１が備わっている。感光体ドラム２８〜３１はそれらのドラム回転軸心を水平に対して例えば３０°といった傾斜角αを成す一直線上に位置させている。また、請求項において「像担持体の回転軸線に対して直交する方向へ前記ベルトユニットが着脱されること」と記載されているように、後述する中間転写ベルトユニット２７を感光体ドラム２８〜３１から切り離して離間させる着脱方向をドラム回転軸線に対して直交させることで、感光体ドラム２８〜３１に干渉させずに中間転写ベルトユニット２７を円滑に着脱させるように構成されている。

それら感光体２８〜３１上に露光する露光手段のレーザスキャナ３２が備わり、中間転写ベルトユニット２７の傾斜角度α°に一致させ、装置本体の図の右側手前から左側奥方に向かって斜め下がりに配置されている。また、定着器３３、対向一対からなる排紙ローラ３４、排紙トレイ３５が装置本体の上部に設置されている。

中間転写ベルトユニット２７の下部には、上部ガイドレール（第１の案内部材）３６と下部ガイドレール（第２の案内部材）３７が装置本体の上下位置にて平行に設けられている。上部ガイドレール３６は二次転写補助ローラ２７Ｒの回転軸であるローラシャフト２７ａを回転可能かつ図の左右方向へ水平移動可能に支持している。請求項において「ベルトユニットの高位側の一端部を回転可能に支持しかつ略水平方向へ移動可能に案内する第１の案内部材と、」と記載されているように、中間転写ベルトユニット２７の高位側の一端部とは、第１の案内部材である上部ガイドレール３６に回転可能かつ略水平方向への移動が可能に支持された上記ローラシャフト２７ａを指す。

ローラシャフト２７ａを回転軸とする二次転写補助ローラ２７Ｒは、中間転写ベルト２７を張架した一方側の回転ローラであり、装置本体の駆動系からモータ回転動力を受ける駆動側ローラとすることができる。そうした二次転写補助ローラ２７Ｒと協働する対向位置に中間転写ベルト２７を介して二次転写ローラ２６が配置されている。すなわち、請求項において、「ユニット高位側の一端部の前記回転ローラに前記中間転写ベルトを介して対向させて二次転写ローラが配置されていること」と記載されているように構成されている。

中間転写ベルトユニット２７の傾斜、つまりその主要部である中間転写ベルト２７Ｂの傾斜角度α´は例えば３０°といった上記像担持体傾斜角α°に同一かまたは若干の相違がある。そうした傾斜角度α´は上記の二次転写補助ローラ２７Ｒおよび二次転写ローラ２６を設けた側を上位にして装置本体奥方へ向かって斜め下がりとなっている。そうすることにより、中間転写ベルトユニット２７が水平配置された構造と比較し、二次転写ローラ２６の位置に対して複数の感光体ドラム２８〜３１の大半の軸心を低位に配置することが可能となり、装置本体の高さ寸法をそれだけ低く小型に抑えることができる。二次転写ローラ２６の位置を高くすることで、その二次転写ローラ２６の位置をシート材搬送路で排紙側に寄せることが可能になり、二次転写以降に要する搬送路長さを短くでき、ファーストプリントアウトタイムを短縮させることが可能となる。このような理由や効果について、請求項においては、傾斜角αで斜めになっている中間転写ベルト２７Ｂの高位側にて駆動ローラのごとき二次転写補助ローラ２７Ｒ（およびこれと協働する二次転写ローラ２６）を配置することが記載されている。

また、第２の案内部材である下部ガイドレール３７に略水平方向へ移動可能に支持される中間転写ベルトユニット２７の他端部とは、第２の案内部材である下部ガイドレール３７に水平移動可能（ここでは回転支持することは必須ではない）に支持される支持ピン２７ｂを指し、中間転写ベルトユニット２７の図の左側奥部を支持している。

中間転写ベルトユニット２７が傾斜角α°を成して斜めに設けられているのに対して、上下部ガイドレール３６，３７は略水平に延びている。それら上下部ガイドレール３６，３７に案内されて中間転写ベルトユニット２７は傾斜したままの状態で略水平方向への移動が可能となり、装置本体の図の右側に設けられたユニット装着口から図示の定位置までの間の距離を移動して出し入れ可能な構造となっている。本発明の各請求項に記載されている「着脱方向」とはそれをいう。

次に、以上の構成による第１の実施形態の動作について説明する。

給紙カセット２１からピックアップローラ２２によって繰り出されたシート材は、フィードローラ２３、リタードローラ２４によって数枚が重なり合って搬送される重送を防ぐために、１枚ずつに分離され、レジストローラ２５に向けて搬送される。ここでシート材は一時停止する。

レーザスキャナ２２によって感光体ドラム２８〜３１に露光された画像を現像器（図示略）によって現像し、中間転写ベルト２７Ｂに一次転写する。中間転写ベルト２７Ｂ上に一次転写された画像（トナー画像）を図中符号Ｆで示す方向へ進行させ、その画像の進行に合わせてレジストローラ２５で一時停止中のシート材を再び搬送開始させる。搬送再開されたシート材に対して二次転写ローラ２６は画像を転写し、定着器２３によって画像を定着させてから、排紙ローラ３４によって排紙トレイ３５上に排紙される。

次に、図２および図３に示すように、中間転写ベルトユニット２７に取り替えの必要が生じて着脱作業を行う場合の動作手順は以下のとおりである。

装置本体の図でいう右側面の扉３８を開け、中間転写ベルトユニット２７を上下部のガイドレール３６,３７に案内させて図２中の符号Ｇで示す矢印方向へ取り出す。中間転写ベルトユニット２７の全体が上下ガイドレール３６,３７に水平移動を案内されて引き出されるに伴い、中間転写ベルト２７Ｂはそれまで接触していた状態の感光体ドラム２８〜３１から自然に離間していく。互いに表面を擦れ合うことなくそうした自然な離間が可能となるのは、感光体ドラム２８〜３１の並びが中間転写ベルトユニット２７の着脱方向（水平）と傾斜角α°で傾斜していることにより、その傾斜角α°だけ双方が何ら干渉することなく相対に離れていくことにある。

また逆に、中間転写ベルトユニット２７を装置本体に挿入装着して取り付ける際、開放した扉３８から上下ガイドレール３６,３７に案内させて中間転写ベルトユニット２７を図３中の符号Ｈで示す矢印方向へ水平に挿入する。その場合、上下ガイドレール３６，３７の案内と保持の効果によって、取り付けられて装着後の中間転写ベルトユニット２７の重量は正規の定位置から逸脱する方向に働かない。結果、装置本体内において中間転写ベルトユニット２７を安定した状態で定位置にて保持することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態による画像形成装置を示す。上記第１の実施形態と異なる部材や配置のみについて説明すれば、３つの感光体ドラム２８，２９，３０はそれらのドラム回転軸心を同一の直線上に位置させている。残り１つの感光体ドラム３１については、その回転軸心を３つの感光体ドラム２８，２９，３０の回転軸心とオフセットさせることで、中間転写ベルト２７Ｂを感光体ドラム２８〜３１から容易に引き離しできるように構成したものである。

また、第３の案内部材を構成するガイドレール３９を有し、このガイドレール３９は中間転写ベルトユニット２７の両端の支持ピン２７ｃ，２７ｄを案内し、３つの感光体ドラム２８，２９，３０の各ドラム軸心を通る直線に対して例えば角度β＝３°をもって傾斜している。上記支持ピン２７ｃは、ユニット高位側の一端部として設けられる部材であり、ガイドレール３９に移動可能に案内される。そうした支持ピン２７ｃの近傍には、ユニット高位側に配置される部材として第１の実施形態でも示された中間転写補助ローラ２７Ｒと二次転写ローラ２６が中間転写ベルト２７Ｂを挟む形で対向して設けられている。さらに、ガイドレール３９は２つの感光体ドラム３０，３１の各ドラム軸心を通る直線に対して例えば角度α＝６°をもって傾斜し、α＞βとなるように構成されている。

したがって、この第２の実施形態においては、中間転写ベルトユニット２７の着脱時、図５および図６に示すように動作する。

装置本体の側面扉８を開け、中間転写ベルトユニット２７をガイドレール３９に案内させて図５中の矢印Ｊ方向へ引き出す。中間転写ベルトユニット２７は、ガイドレール３９に案内されて斜め上方へ引き出されるが、感光体ドラム２８〜３１に接触している中間転写ベルト２７Ｂのベルト面に対して最も傾斜角度の少ないところでも３°の角度をもって引き抜かれる。そのため、中間転写ベルト２７Ｂが感光体ドラム２８〜３１から自然に離間し、感光体ドラムとの間にクリアランスを形成する。

逆に、中間転写ベルトユニット２７を装置本体に挿入装着して取り付ける際、開放した側面扉３８からガイドレール３９に案内させて中間転写ベルトユニット２７を図６中の矢印Ｋ方向へ斜めに挿入する。この場合、ガイドレール３９に案内させて中間転写ベルトユニット２７を挿入時、傾斜した上位から下位の方向へ移動させるため、装着完了後、中間転写ベルトユニット２７自重による落下重力が傾斜分力だけ働くので、正規の定位置から逸脱しないで留め置く効果があり、安定して装置本体内に保持される。

また、この第２の実施形態にあっては、中間転写ベルトユニット２７の着脱方向への移動を案内する部材はガイドレール（第３の案内部材）３９のみであり、上記第１の実施形態で構成された上下部ガイドレール３６，３７の２つを要しない。それだけ装置本体を高さ寸法方向に低く小型化できるという点で有効である。

以上、第１，第２の実施形態が説明されたが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であればそれら実施形態に限定されず、他の実施形態やそれらの組み合わせによる変形例や応用例も可能である。

本発明による画像形成装置の第１の実施形態を示す断面図。 第１の実施形態において中間転写ベルトユニットを取り外す態様を示す断面図。 同実施形態で中間転写ベルトユニットを装置本体外に引き出した態様を示す断面図。 本発明による画像形成装置の第２の実施形態を示す断面図。 第２の実施形態において中間転写ベルトユニットを取り外す態様を示す断面図。 同実施形態で中間転写ベルトユニットを装置本体内に挿入装着する態様を示す断面図。 背景技術の一例である画像形成装置において中間転写ベルトユニットを取り出す際の引き下げ操作を示す断面図。 同背景技術の画像形成装置において中間転写ベルトユニットを取り出す際の水平引き抜き操作を示す断面図。 同背景技術の画像形成装置において中間転写ベルトユニットを装置本体内に挿入装着する態様を示す断面図。

符号の説明

２６ 二次転写ローラ
２７ 中間転写ベルトユニット
２７Ｂ 中間転写ベルト
２７Ｒ 二次転写補助ローラ
２７ａ ローラシャフト（ユニット高位側の一端部）
２７ｃ 支持ピン（ユニット高位側の一端部）
２７ｂ，２７ｄ 支持ピン（ユニット低位側の他端部）
２８〜３１ 感光体ドラム（像担持体）
３６ 上部ガイドレール（第１の案内部材）
３７ 下部ガイドレール（第２の案内部材）
３９ ガイドレール（第３の案内部材）

Claims (7)

1. 水平に対して傾斜角αを成す直線上に回転軸心を位置させかつ回転軸線を平行に配置されて各色トナー像を担持する複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体にαと略同一の傾斜角α´を成して接触している装置本体内の定位置から着脱可能なベルトユニットと、
   を備え、
   前記傾斜角α´を維持した状態で前記ベルトユニットが前記複数の像担持体に対して着脱できると同時に画像形成装置本体からも着脱されるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルトユニットの着脱方向が略水平方向である請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記像担持体の回転軸線に対して直交する方向へ前記ベルトユニットが着脱されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記ベルトユニットの高位側の一端部を回転可能に支持しかつ略水平方向へ移動可能に案内する第１の案内部材と、
   前記第１の案内部材に平行に設けられ、前記ベルトユニットの低位側の他端部を略水平方向へ移動可能に案内する第２の案内部材と、
   を備えたことを特徴とする請求項１，２または３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 水平に対して傾斜角αを成す直線上に回転軸心を位置させかつ回転軸線を平行に配置されて各色トナー像を担持する複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体にαと略同一の傾斜角α´を成して接触している装置本体内の定位置から着脱可能なベルトユニットと、
   前記傾斜角αよりも小さい傾斜角βを成す方向へ移動可能に前記ベルトユニットを案内する第３の案内部材と、
   を備え、
   前記傾斜角α´を維持した状態で前記ベルトユニットが前記複数の像担持体に対して着脱できると同時に画像形成装置本体からも着脱されるように構成したことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記像担持体が感光体ドラムであり、その感光体ドラムに接触する前記ベルトユニットが中間転写ベルトユニットである場合に、中間転写ベルトを張架して走行させる回転ローラの１つが前記ユニット高位側の一端部として前記第１の案内部材または前記第３の案内部材に案内されることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記ユニット高位側の一端部の前記回転ローラに前記中間転写ベルトを介して対向させて二次転写ローラが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

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