JP2007183561A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フレーム剛性の弱いベルトユニットでも、安定したベルト走行性を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】少なくとも支持ローラ１２及びテンションローラ１３と、これらのローラを支承するフレーム５３，５４と、これらのローラに張架された中間転写ベルト５２とを有する中間転写ベルトユニット５１を脱着可能に備えた画像形成装置において、装置本体にセットされた状態の上記ベルトユニット内の上記テンションローラを装置本体のガイド部１１１、１１０でガイドするように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、複合機などの画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成装置として、画像形成装置本体に対して脱着可能なベルトユニットを用いたものが知られている。例えば、特許文献１には中間転写ベルト及びその支持部材などをユニット化した中間転写ユニットを装置本体に対して脱着可能に構成している。一方、画像形成措置は、出力スピードの高速化により、転写紙を高速搬送する必要があり、走行安定性の高いベルトユニットを採用した装置も増えている。また、フルカラー出力の需要が増加により、モノクロ並みの出力スピードが得られるタンデム型のカラー画像形成装置が注目され、その作像ユニットにも中転写ベルトユニット、あるいは、紙搬送ベルトユニットが利用されている。これらベルトユニットのベルトは経時で劣化し、特に作像に影響のある転写ベルトなどはベルト劣化により画質が低下するため、ある程度使用する毎に交換する必要がある。
従来のベルトユニットは、板金の前後側板やアルミの押し出し材のステーを使用するなど剛性の高いフレームが採用されており、ベルトの交換も専門知識を持ったユーザーやサービスマンが行っていた。現在のベルトユニットは、一般ユーザーでも交換し易いようにベルトユニットごと交換する画像形成装置が多くなった。

特開２００４−３１８００３号公報

一般ユーザーによる交換をしやすくし、またコストダウンを図るため、ベルトユニットの軽量化や樹脂フレームの採用が行われている。また、ユニットの小型化やレイアウトの制約のためにベルトユニットの厚みが薄くなってきている。これらからユニットの剛性が低くなる傾向にある。剛性が低すぎると、画像形成装置取付時にベルトユニットのフレームが撓み等で変形する虞がある。このような変形が生じると、ベルト走行性が不安定になりベルトの乗り上げ等の問題が発生する。ベルトユニットの前後側板が一体となった樹脂フレームを採用した画像形成装置では、この問題は発生しずらいが、これでは形状が大きく複雑になるため成型コストが高くなる。また転写ベルトユニットの接離機構などユニット内部に部品が多い場合は剛性が不十分になる。ベルトユニットの前側板と後側板を別部品にした構造のまま剛性を高めるには、部品単体の剛性をあげるために側板の厚みも厚くする必要があるため、ユニットを小型化し難くなる。
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、フレーム剛性の弱いベルトユニットでも、安定したベルト走行性を得ることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも支持ローラ及びテンションローラと、これらのローラを支承するフレームと、これらのローラに張架されたベルトとを有するベルトユニットを脱着可能に備えた画像形成装置において、装置本体にセットされた状態の上記ベルトユニット内の上記テンションローラを装置本体のガイド部でガイドするように構成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の画像形成装置において、上記ベルトユニットを装置本体に位置決めするための主基準部材として駆動ローラ軸を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記テンションローラのみ他の支持ローラを保持するメインフレームとは異なるサブフレームに保持させ、該テンションローラが該サブフレームと一体で該メインフレームに対して回動可能である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の画像形成装置において、上記ベルトユニットを装置本体に位置決めするための従基準部材として上記回動のための軸を兼用し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３又は４の画像形成装置において、上記サブフレームを回動させることで、ベルトを着脱しやすくしたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３乃至５の何れかの画像形成装置において、上記サブフレームの回動のための軸を、上記メインフレームに対して移動自在に取り付けるとともに、該サブフレームと該メインフレームとの間に両者の距離を離間させる付勢手段を設けて該付勢手段の付勢力でテンションを与えるように構成し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１乃至５のいずれかの画像形成装置において、上記テンションローラの軸方向の位置を規制する規制部を装置本体に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、少なくとも２本の支持ローラと、これらの支持ローラを支承するフレームと、これらのローラに張架されたベルトとを有するベルトユニットを脱着可能に備えた画像形成装置において、装置本体にセットされた状態の上記ベルトユニット内の支持ローラのうちすくなとも１本につき、軸方向の位置を規制する規制部を装置本体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７又は８の画像形成装置において、上記ローラの軸方向の位置の規制は、ローラ本体又はローラ軸部の両端への当接による規制であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記ベルトユニットは、中間転写ベルト外周面に沿って配置された像担持体上から、該ベルト外周面に画像を転写するための一次転写ローラを保持する中間転写ユニットであることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求請１乃至９の何れかの画像形成装置において、上記ベルトユニットは、画像が記録される記録媒体を搬送し、搬送ベルト外周面に沿って配置された像担持体上の画像を該記録媒体に転写する転写搬送ベルトユニットであることを特徴とするものである。

請求項１発明及びこの請求項１の発明のすべての発明特定事項を備える他の請求項の発明によれば、装置本体にセットされた状態のベルトユニット内のテンションローラを装置本体のガイド部でガイドするので、フレーム剛性の弱いベルトユニットでも、ベルトユニットのフレームでテンションローラをガイドする従来装置に比して安定したベルト走行性を得ることができるという効果がある。
請求項８発明及びこの請求項８の発明のすべての発明特定事項を備える他の請求項の発明によれば、ベルトユニット内の支持ローラのうちすくなとも１本につき、軸方向の位置を装置本体の規制部で規制するので、フレーム剛性の弱いベルトユニットでも、ベルトユニットのフレームですべての支持ローラの軸方向の位置を規制する従来装置に比して安定したベルト走行性を得ることができるという効果がある。

まず、本願発明を適用できる画像形成装置の一例について説明する。図１はその概略構成図である。この画像形成装置は、電子写真方式のタンデム型のカラープリンタである。装置中央に中間転写ベルトユニット５１を装置本体に対して脱着可能に備えている。中間転写ベルトユニット５１は二次転写対向ローラでもある駆動ローラ１２，テンションローラ１３，２本の支持ローラ１４，１５を備え、これらのローラで中間転写ベルト５２を張架している。この中間転写ベルト５２の下方の移動領域に沿って４つの画像形成ユニットが構成されている。各画像形成ユニットは感光体１，クリーニング装置２，帯電装置４，現像装置９などを備えている。符号５は図示を省略した装置下部に配置されている光書き込み装置からの書き込み光を示す。中間転写ベルトユニット５１の各感光体１と対向するベルト部分の裏面には転写バイアスローラ１１を備えている。駆動ローラ１２に巻き付くベルト部分の表面に対向して二次転写ローラ２１が設けられている。また、二次転写後の中間転写ベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１９も設けられている。この装置１９は図示の例のように中間転写ベルトユニット５１のフレームに保持させてもよいし、画像形成装置本体側に保持させてもよい。画像形成装置本体側には、ストックされている記録媒体としての転写紙２５を給紙する給紙ローラ２６，搬送ローラ対２７，レジストローラ２８，二次転写ローラ２１、二次転写後ガイド板４０，定着装置３０，排紙ローラ３２なども設けられている。以上の構成で、各作像ユニットで感光体１上に形成された各色トナー像が中間転写ベルト５２上で重ね合わさせて転写される。転写された中間転写ベルト５２上のトナー像は二次転写ローラ２１により転写紙に転写される。トナー像が転写された転写紙はガイド板４０でガイドされて定着装置にいたり、ここでトナー像が転写紙に定着された後、排紙ローラ対３２で装置上部のスタック部に排紙される。

〔実施形態１〕
次に、本発明の特徴部である中間転写ベルトユニット５１の構造の実施形態について説明する。図２（ａ）は実施形態に係る画像形成装置の装置本体奥側側板１００の正面図、図２（ｂ）は実施形態に係る中間転写ベルトユニット５１の上カバーを外した状態の平面図、図２（ｃ）は同ユニット５１の正面図である。図２（ｂ）には同ユニット５１の前側での支持に関わる装置本体前側側板１０１、及び、この側板のユニット脱着用開口１０２を覆うように装置本体前側側板１０１にネジなどで取り付けられる面板１０３も合わせて記載している。図１に示した部材には図１におけると同一の符号をふしている（後に説明する図３乃至４においても同様）。この実施形態に係る中間転写ベルトユニット５１は、中間転写ベルト５２に張力を与えるテンションローラ１３を装置本体側でガイドすることを特徴とする。ローラ等の構成部品を保持する前フレーム５３と後フレーム５４、ベルト５２を走行させるための駆動ローラ１２と支持ローラでもある従動ローラ１４、１５、ベルトにテンションを与えるテンションローラ１３、テンションローラ１３にテンションを与える付勢部材としてのコイルスプリング５６、感光体１から転写ベルト５２上に画像を転写さえる転写ローラ１１などを備えている。駆動ローラ１２の両端は軸受けを介して前後フレーム５３，５４に支持され、軸受けから外側に延びだした軸部１２ａ，１２ｂが、装置本体に中間転写ベルトユニット５１を取り付けるときの基準軸として兼用される。図示の例では装置奥側の軸部１２ｂには駆動入力のためのカップリング１０４が固設され、このカップリングから後方に突出した軸部１２ｂの部分が基準軸として機能する。この基準軸として機能させるため、装置本体奥側側板１００に設けられた駆動出力用のカップリング１０５の中心に基準軸として上記軸部１２ｂが進入する丸孔１０６が形成されている。更に、駆動ローラ１２の前側の軸部１２ａが進入する孔１０６が上記面板１０３に形成されている。これらの孔への軸部の進入で面内における位置が規制され、また、軸部が保持されるこのような基準軸と基準軸が進入する孔という構造に代え、軸の軸受け部にフランジを設けてフランジを装置各側側板側のフランジ受けで位置決めするなど種々の位置決め構造を採用できる。基準であるので装置本体側板の面内での水平方向及び鉛直方向の何れの方向においても位置が決まるような構造を採用する。前後フレーム５３，５４間にはシャフト５５を取り付けられ、このシャフト５５の前後フレームより外側に延出した部分５５ａ、５５ｂが従基準軸として用いられる。従基準とは、装置本体側板の面内での何れか一つの方向での位置は規制しないもので、図示の例では装置本体の装置本体奥側側板１００と上記面板１０３それぞれに水平方向に長い長孔１０７、１０８を設けてこれにシャフト５５の前後端部５５ａ、５５ｂを挿入し、鉛直方向でのみ位置規制する。鉛直方向での位置規制であるので重力を受ける保持機能も発揮される。そして、本実施形態では、前後フレーム５３，５４に形成された水平方向に長い長孔１０９（図２（ｃ）参照。ユニット後フレーム５４にも同様の長孔がある）に軸受けを介して水平方向でのみ移動可能に支持されたテンションローラ１３の前後フレーム５３，５４より外側に延出した軸部１３ａ、１３ｂも装置本体の装置本体奥側側板１００と上記面板１０３それぞれに水平方向に長く設けられた長孔１１０、１１１に進入させてテンション方向である水平方向にガイドするとともに保持するようにしている。

以上の実施形態では、駆動ローラ１２とテンションローラ１３のどちらも装置本体で側板面内の上下方向で位置決めされるため、駆動ローラ１２とテンションローラ１３の側板面内の上下方向方向における位置ずれによるユニットのネジレが抑えられ、ベルト走行性が安定し、ベルトの乗り上げ等の発生を防止することができる。ユニットを装置内で斜めに装着する場合には、装置側板面内の斜め方向における位置ずれによるユニットネジレを抑えられる。なお、図示の例では、基準軸、従基準軸、テンションローラ両軸が進入する各孔１０５，１０６，１０７，１０８，１１０，１１１が有底の孔（穴）になっており、そこに各軸の先端が突き当たって装置本体内における幅方向での位置も規制するようにしている。これにより、テンションローラ１３と駆動ローラ１２との間の軸方向の位置ズレを抑えることができ、ベルトの寄り力が強くなったり、ベルトが蛇行する等の問題を防止することができる。

〔実施形態２〕
図３（ａ）は他の実施形態に係る中間転写ベルトユニットの正面図、図３（ｂ）はその部分拡大平面図である。この実施形態の中間転写ベルトユニットは、次の課題を解決するものである。すなわち、テンションローラ部のユニットフレームは、付勢部材（コイルスプリング５６）による圧やベルトクリーニング装置１９（図１参照）の荷重などの負荷がかかるため、ユニットフレームに撓み等の変形が起こり易い。この課題を解決するため、本実施形態では、図３（ａ）に示すようにテンションローラのみ他のローラと異なる小フレーム１２０に保持させている。テンションローラ１３がこの小フレーム１２０と一体で回動可能なように、小フレーム１２０は回動の支点軸１２１回りで回動可能に前後フレーム５３、５４に取り付けられている。この支点軸１２１は図２の例における従基準のシャフト５５と同様に、前後フレーム５３，５４より外側に延出した端部が装置本体の装置本体奥側側板１００や面板１０３に形成された長孔１０７，１０８に進入し準基準軸として機能する。図３（ｂ）に前側の小フレームについてのみ示すように前後の小フレーム１２０にテンションローラの軸部をガイドする長孔１０９も形成され、テンション付与のためのコイルスプリング５６も設けられている。メインのフレーム５３，５４には、小フレーム１２０の支軸１２１回りの回動角度を規制するストッパ１２２が設けられている。この実施形態によれば、テンションローラを保持するフレームを別にすることで、付勢部材による圧やクリーニングユニットの重量などの影響を中間転写ベルトユニットのメインのフレーム５３，５４が受け難い構造になる。特に図示の例では、小フレーム１２０の回動の支軸１２１が、中間転写ベルトユニット５１の従基準軸も兼ねているので、この軸を介して（前側に関しては更に面板１０３を介して）本体の側板１００，１０１に保持されるため、テンションローラから受ける影響を特に受け難くなる。すなわち、小フレーム１２０の回転軸にテンションローラ重量などが全てかかってユニットフレームの回転軸保持部周辺が変形しやすいのを回避できる。なお、上記ストッパ１２２は図３（ｂ）に示すようにネジなどで脱着可能にメインのフレーム５３，５４に取り付けられている。ストッパ１２２を外すことで、小フレーム１２０が大きく回動可能となる。この状態で、メインのフレーム５３，５４に対して小フレーム１２０を折りたたんだ状態にすれば、中間転写ベルト５２を容易に取り外すことができる。すなわち、転写ローラフレームの回動機構が、転写ベルトの着脱機構も兼ねることで、転写ユニットの構成が簡単になり、コストを押えることができる。

〔実施形態３〕
図４（ａ）は更に他の実施形態に係る中間転写ベルトユニットの正面図、図４（ｂ）はその部分拡大平面図である。この実施形態の中間転写ベルトユニットは、次の課題を解決するものである。すなわち、テンションローラのフレームは、付勢部材の力やクリーニングユニットに重量などを受けるため、強度を高くする必要がある。強度を高めるために、本実施形態では、図３に示す例に対し、次の改良を加えた。すなわち、図４（ａ）に示すように、テンションローラ１３を小フレーム１２０の定位置に回動自在に取り付け、この小フレーム１２０全体をメインのフレーム５３に対しテンション方向に移動可能に取り付け、かつコイルスプリング５６で中間転写ベルト５２にテンションがかかるように付勢するようにした。具体的には、メインのフレー５３，５４に水平方向に長い長孔１３０を形成し、これに小フレーム１２０の回動の支軸１２１をスライド可能に取り付けた。図示の例では支軸１２１の両端に軸受け１３１を固設し、この軸受け１３１周面か長孔１３０の内周面に接触して摺動可能に取り付けた。そして、この長孔１３０内でスライド可能な支軸１２１をテンションを中間転写ベルト５２にかける向きに付勢するようにコイルスプリング５６を取り付けた。この実施形態によれば、小フレーム１２１内に付勢部材を取り付けるスペースが必要ないため、開口部などが不要となり、開口部を形成することによる小フレームの強度低下を回避できる。また小フレーム１２１の形状も簡単になるため小型化やコストダウンが図れる。

以上各実施形態の転写ベルトユニットは、ベルト外周面に沿って配置された像担持体上から、該ベルト外周面に画像を転写するための一次転写ローラを保持する中間転写ユニットであり、上述のように、中間転写ベルトの走行性が安定し、中間転写ベルトの乗り上げ等の発生を防止することができる。本発明は、ベルトユニットが、画像が記録される記録媒体を搬送し、ベルト外周面に沿って配置された像担持体上の画像を該記録媒体に転写する転写搬送ベルトユニットであるものにも適用できる。この場合も、上述のようにして、転写搬送ベルトの走行性が安定し、転写搬送ベルトの乗り上げ等の発生を防止することができる。また、中間転写ベルトユニットについて採用した上述の具体的な構成を搬送ベルトユニットにそのまま適用しても、上述の種々の利点を生かすことができる。ベルト状感光体ユニットなどの他のベルトユニットへの適用によっても、同様である。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 （ａ）は画像形成装置の奥側側板の正面図、（ｂ）は実施形態に係る中間転写ベルトユニットの平面図、（ｃ）は中間転写ベルトユニットの正面図。 （ａ）は他の実施形態に係る中間転写ベルトユニットの正面図、（ｂ）はその部分拡大平面図。 （ａ）は更に他の実施形態に係る中間転写ベルトユニットの正面図、（ｂ）はその部分拡大平面図。

符号の説明

１２ 駆動ローラ
１３ テンションローラ
５１ 中間転写ベルトユニット
１００ 装置本体奥側側板
１０１ 装置本体前側側板
１０３ 面板
１１０ 長孔
１１１ 長孔

Claims (11)

1. 少なくとも支持ローラ及びテンションローラと、これらのローラを支承するフレームと、これらのローラに張架されたベルトとを有するベルトユニットを脱着可能に備えた画像形成装置において、
   装置本体にセットされた状態の上記ベルトユニット内の上記テンションローラを装置本体のガイド部でガイドするように構成したことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記ベルトユニットを装置本体に位置決めするための主基準部材として駆動ローラ軸を用いたことを特徴とする画像形成措置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記テンションローラのみ他の支持ローラを保持するメインフレームとは異なるサブフレームに保持させ、該テンションローラが該サブフレームと一体で該メインフレームに対して回動可能であることを特徴とする画像形成措置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記ベルトユニットを装置本体に位置決めするための従基準部材として上記回動のための軸を兼用したことを特徴とする画像形成措置。
5. 請求項３又は４の画像形成装置において、
   上記サブフレームを回動させることで、ベルトを着脱しやすくしたことを特徴とする画像形成措置。
6. 請求項３乃至５の何れかの画像形成装置において、
   上記サブフレームの回動のための軸を、上記メインフレームに対して移動自在に取り付けるとともに、該サブフレームと該メインフレームとの間に両者の距離を離間させる付勢手段を設けて該付勢手段の付勢力でテンションを与えるように構成したことを特徴とする画像形成措置。
7. 請求項１乃至５のいずれかの画像形成装置において、
   上記テンションローラの軸方向の位置を規制する規制部を装置本体に設けたことを特徴とする画像形成措置。
8. 少なくとも２本の支持ローラと、これらの支持ローラを支承するフレームと、これらのローラに張架されたベルトとを有するベルトユニットを脱着可能に備えた画像形成装置において、
   装置本体にセットされた状態の上記ベルトユニット内の支持ローラのうちすくなとも１本につき、軸方向の位置を規制する規制部を装置本体に設けたことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項７又は８の画像形成装置において、
   上記ローラの軸方向の位置の規制は、ローラ本体又はローラ軸部の両端への当接による規制であることを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至９の何れかの画像形成装置において、
    上記ベルトユニットは、中間転写ベルト外周面に沿って配置された像担持体上から、該ベルト外周面に画像を転写するための一次転写ローラを保持する中間転写ユニットであることを特徴とする画像形成措置。
11. 請求請１乃至９の何れかの画像形成装置において、
    上記ベルトユニットは、画像が記録される記録媒体を搬送し、搬送ベルト外周面に沿って配置された像担持体上の画像を該記録媒体に転写する転写搬送ベルトユニットであることを特徴とする画像形成装置。
    

Images