JP2008026453A - 画像形成装置のベルト支持ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】無端ベルトを張架するベルト支持ユニットのベルト交換に際し、ベルトを張架するフレームを張架位置と解除位置とへ簡単な操作で中折れ回動することのでき、ベルトの着脱を容易にすることができるベルト支持ユニットを提供する。
【解決手段】ベルトを張架するフレームの中折れ回動防止のロック部材を設け、ベルト張架時にネジ等の作業を要する固定部材を使用せず中折れ回動防止のロックを行い、また、ロック部材と連動して動作する、または一体化した回動カムを用いたことで、１つの操作でロック解除、テンション解除及び中折れ回動を行う。これにより、ベルトの交換を簡単な操作で、容易に行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。詳しくは、無端ベルトすなわち、感光体上に形成された画像を１次転写させるようにした中間転写ベルト、及び感光体上から直接に転写される記録媒体を搬送するベルト等の無端ベルトを張架するベルト支持ユニットにおける無端ベルトの交換方法に関する。

画像形成装置の像担持ベルト、転写ベルト、原稿や記録用紙等のシートを搬送するためのシート搬送ベルト等に多く用いられているベルト搬送方式におけるベルト支持ユニットは、駆動ローラを含む少なくとも２つのローラを有し、該ローラ間に無端ベルト（以下、ベルトともいう）を回動可能に張架して構成されている。

上記のようなベルト支持ユニットでは、前記駆動ローラによってベルトを回動させることにより、形成された画像の授受、シートの搬送が行われる。この動作に伴って、ベルトの磨耗、疲労、汚れの付着等が生じる等の理由により、ベルトの性能が徐々に低下するため、ベルトは、必要に応じ、あるいは所定の使用期間後に定期的に交換される。この際、一般的にはベルトのみを交換する場合が多い。

前記ベルトの交換は、通常、ベルトのテンション力を緩和し、該ベルトを張架しているローラから外すことによって行われる。すなわち、ベルトにテンション力を加えている部材を移動ことにより、ベルトのテンション力を緩和し、ベルトの取外しをおこなう。更に、ベルトが伸縮性の良いゴム等の弾性を有する材質で形成されている場合は、ベルトを引き伸ばしつつローラから外すことも行われる。

しかし、前述の伸縮性の良いゴム等のベルトの場合においても、ベルトを引き伸ばしつつ交換することは容易ではなく、特にベルトの幅が広く（例えばＡ４サイズをカバーする等）なると交換の作業性が低下する。また、不必要な伸長や不用意な伸縮はベルトに傷を付けたり、ベルトの機能を低下させる懸念がある。

一方、弾性をほとんど有しない材質で形成されるベルト、例えば樹脂ベルト等においては、ベルトを容易に引き伸ばすことができないため、交換を容易に行うことは困難である。

上記問題に対し、ベルト装置（ベルト支持ユニット）が第１及び第２のベルトユニット部を備え、第１のベルトユニット部に対して第２のベルトユニット部が相対回動可能となるように連結され、セット位置（張架位置）では、連結軸を介して第１及び第２のベルトユニット部が一直線状となり、また解除位置では前記連結軸にて、第１及び第２のベルトユニット部が相対回転することにより、第１及び第２のベルトユニット部が互いに接近して、略Ｖ字型に折り曲がった状態となるとともに、第２ベルトユニット部がセット位置にあるとき、ベルトに張力を与える加圧部材により生ずるモーメントが第２ベルトユニット部に対し解除位置へ回動する方向とは逆向きに働くように前記加圧部材の作用線と連結軸の軸線とをずらして配置したベルト装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、その一端部にローラ部材を支持した第１及び第２の支持体と、各支持体の他端部を相対回動可能に連結した連結部材と、各支持体のローラ部材間に掛設されたベルトとを備えたベルト装置において、第１及び第２の支持体は連結部材により連結された連結点から前記他端部までの長さをほぼ等しくしてあるベルト装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平８−６９２３８号公報 特開２００４−１０９２６７号公報

特許文献１では、第１及び第２のベルトユニット部が連結軸を介して一直線状となった場合には、ベルトが張架された状態となり、ベルトの回転移動を可能にしている。これに対し、第１及び第２のベルトユニット部が互いに接近して折り曲がった状態となった場合には、ベルトの周長が、略Ｖ字形となった第１及び第２のベルトユニット部の略外周長よりも長くなり、ベルトのテンション力が緩められ、ベルトの取外し、取付けを容易に行うことができる。更にセット位置では、ベルトのテンションで第２ベルトユニット部の解除位置方向の回動を固定することによりロック部材を不要としている。

しかしながら、第２ベルトユニット部の解除位置方向の回動を固定するロックが無いため、ベルトテンションの変動により、第２ベルトユニット部の位置が不安定になる懸念がある。

特許文献２では、連結部材により連結された連結点から他端部までの長さをほぼ等しくした第１及び第２の支持体を中折れ回動することによりベルト交換を行うが、ネジ等の固定部材で回動をロックしているため交換作業が複雑になる。

本発明は上記状況に鑑みなされたもので、ベルト支持ユニットのベルト交換に際し、ベルトの着脱を容易とし、また、ベルトを張架するフレームを張架位置と解除位置とへ簡単な操作で中折れ回動することのできるベルト支持ユニットを提供することにある。

上記目的は下記の構成により達成される。
１．駆動ローラを含む複数のローラにより無端ベルトを張架する画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、一端側に前記ローラを支持した第１フレームと、前記第１フレームの他端側と回動支点で、前記無端ベルトが張架された状態から撓み方向に前記第１フレームと相対的に中折れ回動可能に他端側が連結され、且つその一端側に前記駆動ローラを支持した第２フレームと、前記第１フレームに設けられたロック部材と該ロック部材と連動して作動する回動カムと、前記第２フレームに設けられたロックボスとカム押圧部と、を有し、前記無端ベルトの張架時には、前記ロック部材と前記ロックボスが係合して、前記第１フレームと前記第２フレームを前記無端ベルトの張架状態の位置にロックし、前記無端ベルトの撓み方向への中折れ回動時は、前記回動カムを作動させることにより、連動する前記ロック部材を作動させロックを解除するとともに、前記回動カムの作動で前記カム押圧部を押圧することにより前記第２フレームを中折れ回動することを特徴とするベルト支持ユニット。
２．前記第１フレームと前記第２フレームとの中折れ回動を付勢する回動付勢部材を有することを特徴とする１に記載のベルト支持ユニット。
３．前記第２フレームが中折れ回動した際に、前記第１フレーム及び前記第２フレームで形成される外縁周長が、前記無端ベルトの内周長よりも小さくなることを特徴とする１または２に記載のベルト支持ユニット。
４．前記無端ベルトの張架時には、前記回動支点は、ベルトテンションによるモーメントが中折れ回動方向とは逆方向に働くようにテンションの作用線からずれた位置にあることを特徴とする１乃至３の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
５．前記ロック部材と前記回動カムは、一体に形成されることを特徴とする１乃至４の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
６．前記ロックボスと前記カム押圧部は、一体に形成されることを特徴とする１乃至５の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
７．前記ロック部材及び前記回動カムをロック方向に付勢するロック付勢手段を有することを特徴とする１乃至６の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
８．前記中折れ回動は、前記回動カムの作動で、少なくとも前記無端ベルトに掛かるテンションが最大となる位置を超えるまで回動することを特徴とする１乃至７の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
９．前記複数のローラに張架される前記無端ベルトの装着時の幅方向の位置決め部材を有し、該位置決め部材は、前記第２フレームが中折れ回動時には前記無端ベルトを位置決めする位置に移動し、前記無端ベルトの張架時には前記無端ベルトに接触しない位置に退避することを特徴とする１乃至８の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。

上記構成によれば、ベルトを張架するフレームの中折れ回動防止のロック部材を設けたことで、ベルト張架時にネジ等の作業を要する固定部材を使用せず中折れ回動防止のロックができる。また、ロック部材と連動して動作する回動カムを用いたことで、１つの操作でロック解除、テンション解除及び中折れ回動を行うことができる。これにより、ベルトの交換を簡単な操作で、容易に行うことができる。

上記構成によれば、前記第２フレームが中折れ回動した際に、第１及び第２フレームで形成される外縁周長が、前記ベルトの内周長よりも小さくなるため、ベルトの着脱を容易に行うことができ、またベルトに傷を付けることを防止できる。

上記構成によれば、前記回動支点をベルトテンションによるモーメントが中折れ回動方向とは逆方向に働くようにテンションの作用線からずれた位置に配置することにより、ベルト張架時にロック部材に掛かる負荷を軽減することができ、ロック部材の耐久性の向上を図ることができる。また、前記第２フレームの位置を安定して保持できる。

上記構成によれば、前記ロック部材と前記回動カムを、一体に形成することで構成を簡単にすることができ、組立を簡易化することができる。

上記構成によれば、前記ロックボスと前記カム押圧部を、一体に形成することで構成を簡単にすることができ、組立を簡易化することができる。

上記構成によれば、前記ロック部材及び前記回動カムを前記ロック方向にロック付勢手段で付勢することにより、ロックを円滑に、容易に行うことができる。

上記構成によれば、前記中折れ回動を、前記回動カムの作動で、前記ベルトに掛かるテンションが最大となる位置を超えるまで動作させることにより、中折れ回動の操作の低減を図ることができる。

ベルトの装着時の幅方向の位置決め部材を有することにより、ベルト装着時の幅方向の位置決めを容易にできるとともに、前記位置決め部材がベルトの張架時にはベルトに接触しない位置に退避するため、ベルトに傷をつけることを防止できる。

以下に本発明に係るベルト支持ユニットの実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明は、以下に限定されるものではない。

図１は、本発明のベルト支持ユニットが適用可能な画像形成装置の一例を示す図である。

画像形成装置は、原稿自動搬送装置Ａ、画像読取部Ｂ及び画像形成部Ｃからなる。画像形成部Ｃにおいて、１は感光体であり、感光体としては有機光導電体を樹脂に分散した感光層を有する有機感光体が環境性及びコストの観点から好ましいが、これに限られることなく、任意の公知の感光体を用いることができる。

なお、感光体１としては図示のドラム状の感光体に限られず、ベルト状の感光体であってもよい。２は感光体１を帯電し、感光体１上に一様な電位を形成する帯電装置である。帯電装置２としては、制御グリッドと放電電極を有するスコロトロン帯電器や電圧を印加したローラを用いた接触帯電方式の帯電器が好ましい。

３は感光体１を露光する露光装置である。露光装置としては、レーザダイオードを光源とし、ポリゴンミラー、レンズ及びミラーで構成される走査光学系を有する走査露光装置や発光ダイオードアレイ及び結像性光学繊維を有する走査光学装置が好ましいがこれに限られることなく、任意の公知の露光装置を用いることができる。露光装置３は画像データに従って、感光体１を露光する。

４は現像装置であり、二成分現像剤又は一成分現像剤を収容し、感光体１上の静電潜像を現像し、感光体１上にトナー像を形成する。５は転写部材であり、記録材Ｐに対して、感光体１上のトナーと逆極性の帯電を行い、トナー像を記録材Ｐに転移させる。

ベルト支持ユニット１００は、張架したベルト１０１に記録材Ｐを載置して搬送する。ベルト支持ユニット１００は、画像形成装置に設けられたスライド部材１０Ａの支持部材（不図示）で、画像形成装置の内外に移動可能に支持され、画像形成装置の外に移動することにより、画像形成装置から取り外すことができる。この状態で、ベルト交換は行われる。

７は定着装置であり、加熱ベルト７１、加熱部材としての加熱ローラ７２、上加圧ローラ７３及び加圧部材としての下加圧ローラ７６を有する。

８はクリーニング装置である。転写後の感光体１上には、未転写トナーや転写残トナーが付着しており、次の像形成を行うためには、感光体１をクリーニングする必要がある。クリーニング装置８は、ウレタンゴム等の弾性ブレードからなるクリーニングブレードを有する。

９は記録材Ｐを収納する記録材収納部であり、トレイ又はカセットからなり、画像形成装置から引き出して記録材Ｐを補給することができる。

次に、本発明に係るベルト支持ユニットについて説明する。

図２は、ベルト支持ユニット１００を、ベルトを張架した状態で画像形成装置から取り外した時の側面図である。図６は、その斜視図を示す。

第１フレーム１１０は、一端に従動となるローラ（以下、従動ローラと称す）１１１を支持し、また、第２フレーム１２０は、一端に駆動ローラ１２１を支持し、それぞれ他端で回動支点１１２で中折れ回動可能に連結されている。

また、第１フレーム１１０と第２フレーム１２０とを中折れ回動方向に付勢する回動付勢部材１１２ｂが設けられている。本実施の形態では、回動付勢部材１１２ｂはねじりコイルバネを回動支点１１２に配設した構成としている。

ベルト１０１は、従動ローラ１１１と駆動ローラ１２１とで張架される。本実施の形態においては、ベルト１０１は弾性を有するゴムで形成している。このため、ベルト１０１の弾性を利用してベルト１０１に張力を与えているので、前記張力を与える張力付勢手段は設けていない。

しかし、弾性を有しない樹脂ベルト等においては、別途、前記張力付勢手段を設ける必要がある。図３は、前記張力付勢手段を設けた例である。駆動ローラ１２１を従動ローラ１１１に対し、遠近可能な方向に移動可能に構成し、張力付勢手段１３１で駆動ローラ１２１を付勢し、テンションローラとしてベルト１０１に張力を与えている。テンションローラの機能は、駆動ローラ１２１または従動ローラ１１１のどちらに持たせても良い。図３の例では、張力付勢手段１３１としてバネを用いている。

回動支点１１２は、ベルト張架時にベルトテンションによるモーメントが中折れ回動方向とは逆方向に働くようにテンションの作用線からずれた位置、即ち従動ローラ１１１及び駆動ローラ１２１の軸線を結ぶ線より中折れ回動方向にずれた位置に配置することが好ましい。これにより、前述のようにベルト張架時に後述のロック部材１１４及びロックボス１２２に掛かる負荷を軽減することができ、耐久性の向上を図ることができる。また、前記第２フレームの位置を安定して保持できる。

第１フレーム１１０には、ロック部材１１４と回動カム１１５が回動カム支点１１３に支持され取り付けられる。ロック部材１１４は一般的に知られているリンク機構等（不図示）で回動カム１１５と連結され、回動カム１１５の作動と連動する。

ロック部材１１４と回動カム１１５は、一体に形成することが好ましい。これにより、構成を簡単にすることができ、組立を簡易化することができる。本実施の形態では、ロック部材１１４と回動カム１１５を一体で形成している。本実施の形態を示す図は、何れもロック部材１１４と回動カム１１５を一体で形成した場合を示す。以下、ロック部材１１４と回動カム１１５の一体品をロックカム１１６と称する。この場合には、ロック部材１１４と回動カム１１５は、ロックカム１１６の各部分を示すものとする。

ロックカム１１６は、ロック付勢手段１１３ｂによりロック方向（図２、Ｘ２方向）に付勢される。ロック付勢手段１１３ｂは、一般的に知られている、バネ等の弾性部材を用いることができる。本実施の形態では、ロック付勢手段１１３ｂはねじりコイルバネを回動カム支点１１３に配設した構成としている。これにより、ロックを容易にすることができる。

第２フレーム１２０には、ロックボス１２２及びカム押圧部１２３が設けられている。

ロックボス１２２はロック部材１１４と係合し、第２フレーム１２０の中折れ回動方向の回動を、ベルト張架位置にロックし保持する。

ロック部材１１４のロックボス１２２との接触面１１４ｂの形状は、一般的に知られているように、第２フレーム１２０に中折れ回動方向の力が加わってもロックが緩まない方向で接触するように形成される。即ち、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、ロック部材１１４の接触面１１４ｂはロックボス１２２の回動方向Ｘ５に対し、垂直面Ｙ１と０≦αの角度を持った形成面Ｓ１で形成される。但し、αは第２フレーム１２０をベルト張架位置にセットするときに、ロックボス１２２とロック部材１１４とが係合可能な角度以下で形成される。

中折れ回動方向とは逆方向の回動は、第１フレームに設けられた突き当て部１１０ａ、及び第２フレームに設けられた突き当て部１２０ａで突き当てて規制される。

カム押圧部１２３は、回動カム１１５に押圧され第２フレーム１２０を中折れ回動する。

ロックボス１２２とカム押圧部１２３は、一体に形成することが好ましい。これにより、構成を簡単にすることができ、組立を簡易化することができる。本実施の形態では、ロックボス１２２とカム押圧部１２３を一体で形成している。本実施の形態を示す図は、何れもロックボス１２２とカム押圧部１２３を一体で形成した場合を示す。以下、ロックボス１２２とカム押圧部１２３の一体品を作動ボス１２４と称する。この場合には、ロックボス１２２とカム押圧部１２３は、作動ボス１２４の各部分を示すものとする。

図４に、前述の回動カム１１５の押圧による中折れ回動の状態を、図５に、回動付勢部材により中折れ回動された状態を示す。図７に、各状態の斜視図を示す（ベルト１０１は不図示）。図７（ａ）はベルト１０１が張架される状態の斜視図である。図７（ｂ）は、回動カム１１５の押圧による中折れ回動の状態を、図７（ｃ）は、回動付勢部材により中折れ回動された状態を示す斜視図である。

前記ロックの解除と中折れ回動は、ロックカム１１６をロック解除方向に回転作動することにより、ロックボス１２２とロック部材１１４との係合が外れロックが解除され、更にロックカム１１６を回転作動することにより、カム押圧部１２３と回動カム１１５が接触し、カム押圧部１２３は回動カム１１５に押圧され第２フレーム１２０を中折れ回動する（図４）。

回動カム１１５の押圧による中折れ回動は、ロックが解除され第２フレーム１２０が中折れ回動方向に移動を開始し、ベルト１０１に掛かるテンションが最大となる位置を超えるまで動作させることが好ましい。これにより、中折れ回動を、ベルト１０１に掛かるテンションが最大となる位置を超えるまで回動カム１１５の押圧で行い、これ以降は回動付勢部材で行うことができる（図５）。

上記のように、ロック解除から中折れ回動の最後までをロックカム１１６の一操作で行うことができるため、ベルト交換時の第２フレームの中折れ回動の作業を簡易化することができる。

図５に示す第２フレームの中折れ回動の状態でベルト１０１の交換は行われる。第２フレーム１２０が中折れ回動した状態の時、第１及び第２フレームで形成される外縁周長が、ベルト１０１の内周長よりも小さくなるため、ベルト１０１の着脱を容易に行うことができ、またベルト１０１に傷を付けることを防止できる。

上記のベルト１０１の交換時における幅方向の位置決めのため、ベルト支持ユニット１００に、ベルト１０１の装着時の幅方向の位置決めを行う位置決め部材を設けることが好ましい。

図８は、第２フレーム１２０にベルト幅方向の位置決め部材１４１を設けた例である。位置決め部材１４１は、ベルト１０１の幅方向の少なくとも一辺を位置決めするように配置される。

図８（ａ）に示すように、第２フレームの中折れ回動時には位置決め部材１４１はベルト１０１と接触する位置に移動し、ベルト１０１を装着する際には、ベルト１０１の幅方向の少なくとも一辺を位置決め部材１４１に突き当てて位置決めを行う。ベルト１０１の張架時には、図８（ｂ）に示すようにベルト１０１に接触しない位置に退避する。これにより、ベルト１０１の装着時には、所定位置に容易に装着することができ、且つベルト１０１の稼働時にはベルト１０１に接触しないため、ベルト１０１に傷を付けることがなく、ベルト１０１の装着ミスを防ぐことができる。

ベルト１０１を所定位置に装着した後、第２フレーム１２０をベルト張架位置（図２に示す位置）に手作業等で回動することにより、中折れ回動方向とは逆方向の回動は突き当て部１１０ａ、及び突き当て部１２０ａの突き当てで規制されるとともに、ロックボス１２２とロック部材１１４とが係合し、第２フレーム１２０はベルト張架位置でロックされ、保持される。

本発明に係るベルト支持ユニットが適用可能な画像形成装置の図である。 ベルト支持ユニットのベルトを張架した状態での側面図である。 ベルト支持ユニットにベルト張力付勢手段を設けた図である。 第２フレームが回動カムにより中折れ回動される状態図でる。 第２フレームが回動付勢部材により中折れ回動される状態図でる。 ベルト支持ユニットのベルトを張架した状態での斜視図である。 第２フレームの張架と中折れ回動の状態を示す斜視図である。 第２フレームにベルト幅方向の位置決め部材を設けた例である。 ロック部材のロックボスとの接触面の形状を示す図である。

符号の説明

Ａ 原稿自動搬送装置
Ｂ 画像読取部
Ｃ 画像形成部
１ 感光体
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 転写部材
７ 定着装置
８ クリーニング装置
９ 記録材収納部
１００ ベルト支持ユニット
１０１ ベルト
１１０ 第１フレーム
１１１ 従動ローラ
１１２ 回動支点
１１２ｂ 回動付勢部材
１１３ 回動カム支点
１１３ｂ ロック付勢手段
１１４ ロック部材
１１５ 回動カム
１１６ ロックカム
１２０ 第２フレーム
１２１ 駆動ローラ
１２２ ロックボス
１２３ カム押圧部
１２４ 作動ボス
１３１ 張力付勢部材
１４１ 位置決め部材

Claims (9)

1. 駆動ローラを含む複数のローラにより無端ベルトを張架する画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、
   一端側に前記ローラを支持した第１フレームと、
   前記第１フレームの他端側と回動支点で、前記無端ベルトが張架された状態から撓み方向に前記第１フレームと相対的に中折れ回動可能に他端側が連結され、且つその一端側に前記駆動ローラを支持した第２フレームと、
   前記第１フレームに設けられたロック部材と該ロック部材と連動して作動する回動カムと、
   前記第２フレームに設けられたロックボスとカム押圧部と、を有し、
   前記無端ベルトの張架時には、前記ロック部材と前記ロックボスが係合して、前記第１フレームと前記第２フレームを前記無端ベルトの張架状態の位置にロックし、
   前記無端ベルトの撓み方向への中折れ回動時は、前記回動カムを作動させることにより、連動する前記ロック部材を作動させロックを解除するとともに、前記回動カムの作動で前記カム押圧部を押圧することにより前記第２フレームを中折れ回動することを特徴とするベルト支持ユニット。
2. 前記第１フレームと前記第２フレームとの中折れ回動を付勢する回動付勢部材を有することを特徴とする請求項１に記載のベルト支持ユニット。
3. 前記第２フレームが中折れ回動した際に、前記第１フレーム及び前記第２フレームで形成される外縁周長が、前記無端ベルトの内周長よりも小さくなることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト支持ユニット。
4. 前記無端ベルトの張架時には、前記回動支点は、ベルトテンションによるモーメントが中折れ回動方向とは逆方向に働くようにテンションの作用線からずれた位置にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
5. 前記ロック部材と前記回動カムは、一体に形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
6. 前記ロックボスと前記カム押圧部は、一体に形成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
7. 前記ロック部材及び前記回動カムをロック方向に付勢するロック付勢手段を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
8. 前記中折れ回動は、前記回動カムの作動で、少なくとも前記無端ベルトに掛かるテンションが最大となる位置を超えるまで回動することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。
9. 前記複数のローラに張架される前記無端ベルトの装着時の幅方向の位置決め部材を有し、該位置決め部材は、前記第２フレームが中折れ回動時には前記無端ベルトを位置決めする位置に移動し、前記無端ベルトの張架時には前記無端ベルトに接触しない位置に退避することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のベルト支持ユニット。

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