JP2009058830A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接離機構に用いられる駆動源の小型化することにより装置の小型化が可能で、しかも接離タイミングなどを複数の作像部間で正確に整合させることで転写画質を安定化されることができる構成を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数色の作像部に装備されている像担持体１からの画像を順次転写するために用いられ転写ベルト２を像担持体に対して接離する機構を備え、該接離機構は、複数色のうちの一つと残りの色を対象とする作像部とに区分された接離用摺動部材３００，３００’を備え、該接離用摺動部材３００，３００’の摺動に連動するカム部３０１，３０１’により転写ベルト２内に配置された転写ローラ２１の支持部材２２を像担持体に対して接離するための摺動力を補助する手段３０６，３０６’を備えることで駆動源Ｍ，Ｍ’のサイズを小型にすることを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、さらに詳しくは、転写体として用いられるベルトの接離機構に関する。

周知のように、潜像担持体として用いられる感光体上に形成された静電潜像を現像装置から供給されるトナーにより可視像処理した後、トナー像を記録紙などに記録媒体に転写することで複写出力を得る電子写真方式がある。

複写出力として得られる画像には、単一色だけでなくフルカラーを含む複数色の画像があり、複数色の画像を形成する構成には、次の方式が知られている。
第１にリボルバ型と称される構成があり、この構成では、１つの回転可能な感光体の周囲に配置されている複数の現像装置により感光体上の静電潜像を可視像処理した後、可視像とされたトナー像をシートなどの転写紙に転写するようになっている。

第２にタンデム型と称される構成があり、この構成では、感光体およびこれに対する画像形成処理を行う装置の一部を含む色毎の作像部を並置し、各作像部間を移動するベルトに順次画像転写を行いあるいはベルトにより搬送されるシートなどの転写紙に対して順次画像を転写して重畳することによりカラー画像を得るようになっている。

リボルバ型とタンデム型とを比較すると、リボルバ型は、感光体が１つであるから比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成することから、画像形成の高速化には限界がある。
タンデム型は、逆に大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が可能である利点がある。最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピードが望まれることから、タンデム型の方が注目されてきている。
タンデム型の画像形成装置には、各感光体上の画像を一次転写装置により順次中間転写体として用いられる中間転写ベルトに順次転写した後、その中間転写ベルト上の画像を二次転写装置によりシートなどの転写紙に一括転写する中間転写方式のものと、各感光体上の画像を転写装置により搬送ベルトで搬送された転写紙に順次、直接転写する直接転写方式のものとがある。
このようなタンデム型の画像形成装置は、中間転写ベルト又は搬送ベルト全体を上下に移動させる駆動機構を設け、印刷待機時にはベルト全体を下に移動させてベルトを感光体から離間させてベルトでの永久歪みの発生などを防止し、印刷時にベルト全体を上に移動させてベルトを各感光体へ接触させるものがある。

中間転写ベルトの接離機構としては、例えば、次のような構成が知られている。
転写ローラの両端部が軸受とその軸受を加圧する加圧スプリングが内部に組み込まれた支持アームで保持され、その支持アームのもう一端には外部から加圧する加圧スプリングを有し、支持アームを回転させる移動部材とその移動部材を可動させる駆動部材とを備え、感光体をベルトが接触する場合は、加圧スプリングにより支持アームの一部が作像手段を構成する支持部材に突き当てられ、軸受の加圧ストロークが有効となることで接触状態が形成され、離間する場合は、移動部材と駆動部材により、非接触状態が設定されるようになった構成である。（例えば、特許文献１）
上記特許文献に開示されている接離機構においては、使用頻度の高い黒色画像とさほど使用頻度が高くない、これ以外の色の画像とを区別して接離させる構成を採用し、その構成としては、黒以外の画像の作像部を対象として纏めて接離させるための駆動部材を備え、該駆動部材が揺動可能な転写ローラ支持部の一部を嵌合させたリンクレバーを共有する構成とされている。

しかし、各作像部での転写ローラ支持部の接離駆動をリンクレバーとの嵌合関係により行う場合には、嵌合部での加工誤差や組み付け誤差により各作像部間での揺動量を正確に整合させることが困難な場合がある。このため、感光体に対する転写ローラの接離タイミングが作像部間で異なること、あるいは感光体に対する転写体の当接圧力が作像部間で異なることなどの不具合を招く虞がある。

一方、接離機構には、転写ローラが内面に配置されている転写ベルトの張力に抗して転写ベルトを押し上げて感光体にベルトを当接させることになるが、展張面での感光体との接触性を高めるためには感光体に対する当接圧を高めることが必要となる、このため、ベルトに作用する張力はかなり大きくなる傾向となり、この張力に抗してベルトを感光体側に押し上げるにはその駆動を行う駆動源の出力も大きくなり、結果として大型のモータなどを用いることで駆動源での消費電力やサイズが大きくなるなどの問題がある。

特許文献にも開示されているように、駆動源としてモータによる駆動力の伝達機構としてリンクやカムを用いて倍力機構を用いた場合には、連結箇所の増加による部品点数の増加や配置スペースが大型となるなどの不具合を生じる虞があった。

特開２００７−７８７５４

本発明の課題は、上記従来の画像形成装置における問題、特に、接離可能な転写装置における問題に鑑み、接離機構に用いられる駆動源の小型化することにより装置の小型化が可能で、しかも接離タイミングなどを複数の作像部間で正確に整合させることで転写画質を安定化されることができる構成を備えた画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）色毎の画像を形成可能な感光体がそれぞれ備えられている複数の作像部と、
前記各作像部間を移動可能な展張部を備えたベルトと、
前記ベルトを挟んで前記感光体と対峙する位置に配置されている転写装置とを備え、前記ベルトの移動過程において前記各作像部で形成された色画像が順次転写される構成を備えた画像形成装置において、
前記転写装置は、前記ベルトを前記感光体に対して接離させる方向に移動可能な支持部材に装備された転写ローラを備え、
前記支持部材は、前記作像部のうちで一つの色画像を形成可能な作像部と、残りの色画像を形成可能な作像部とで独立して前記ベルトに対して接離可能に設けられており、
該接離のための機構として、前記ベルトの展張面に平行する方向に往復動可能な複数の接離用摺動部材と、該接離用摺動部材に設けられて前記支持部材を前記接離方向に変位させるカム部と、前記感光体が配置されている側に位置して前記支持部材が前記ベルトを該感光体に接触させる位置に変位した位置を規定する位置決め部とを備え、前記残りの色画像を形成する作像部を対象とした前記支持部材の接離摺動部材が各作像部間で共有可能とされ、前記カム部は前記接離用摺動部材との間に設けられた付勢手段により前記支持部材を前記感光体側に向け付勢される初期習性を付与され、
前記接離用摺動部材には、摺動力を補助する手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

（２）前記摺動力を補助する手段が、前記接離用摺動部材と不動部とに掛け渡されて前記感光体に対してベルトを当接させる方向に前記カム部を変位させる方向での補助力を付勢された弾性体が用いられることを特徴とする（１）に記載の画像形成装置。

本発明によれば、感光体に対してベルトを接離させる構成として、接離用摺動部材に設けられているカム部と転写ローラの支持部材との対向関係を変化させることおよび、上記接離用摺動部材が、複数色のうちで一つを除く残りの色画像を形成する作像部を対象として共有するようになっているので、接離構造を纏めて簡略化できることで低コスト化が可能となると共に嵌合などの構造的な誤差を生じることがない。しかも、接離機構に用いられる接離用摺動部材には、感光体に向けてベルトを当接させる向きに接離摺動部材が移動する際に、摺動力を補助するようになっているので、ベルトの張力に抗して支持部材の転写ローラを感光体側に向け移動させる際の駆動力を駆動源だけでなく補助力を用いることができる。これにより駆動源として小型のものを用いて装置の小型化が可能となる。

以下、図に示す実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明による画像形成装置における要部構成を示す図であり、同図には、複数色の作像部で形成された画像の１次転写工程および１次転写工程において重畳された画像を２次転写により一括転写する構成を実行するための構成が示されている。

画像形成装置１００は、複数色の画像形成が可能な作像部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを備えており、作像部には、潜像担持体としての感光体ドラム１が備えられている。なお、作像部の符号に添えたアルファベットは、現像に用いられるトナーの色である、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）を意味している。

感光体ドラム１の周囲には、図示しないが画像形成処理を実行するために用いられる帯電装置、書き込み装置、現像装置およびクリーニング装置が配置されている。

感光体ドラム１に対して書き込み装置により形成された静電潜像が現像装置から供給されるトナーにより可視像処理されると、トナー像が中間転写装置２０に装備されているベルト２に対して１次転写される。

中間転写装置２０に用いられるベルト２（以下、中間転写ベルト２という）は、各作像部間を移動可能な展張部を形成されて複数のローラ２Ａ〜２Ｊに掛け回されている。複数のローラのうちで、各作像部間での展張部が移動する方向（矢印Ｆ１で示す方向）の一方側に位置するローラ２Ａが駆動ローラとして用いられている。また、ローラのうちで、中間転写ベルト２を挟んで後述する２次転写ローラ３と対向する位置のローラ２Ｃは、２次転写ローラ３に向けて中間転写ベルト２を押圧するバックアップローラとして用いられている。また、符号２Ｊで示すローラは、２次転写位置での転写ニップを形成するためのローラとして用いられる。

一方、中間転写装置２０には、中間転写ベルト２を挟んで各作像部に設けられている感光体ドラム１と対峙する位置に１次転写に用いられる転写ローラ２１がそれぞれ設けられている。
転写ローラ２１は、後で詳しく説明するが、中間転写ベルト２を感光体ドラム１に対して接離させる方向に移動することができる支持部材２２に対してバネ２１１により中間転写ベルト２に向けて押圧付勢された軸受け２１０に支持されており、図示しないバイアス電源からの転写バイアスを印加されるようになっている。

支持部材２２は、中間転写ベルト２およびこれが掛け回されている複数のローラ２Ａ〜２Ｊを支持している転写ユニット（図示されず）に設けられている支軸２２Ａを支点として転写ローラ２１を中間転写ベルト２が感光体ドラム１に対して接離する方向に揺動（図１において左側の支持部材２２を対象として矢印Ｓで示す移動状態）できる部材であり、接離するための構成が図２に示されている。

図２は、接離機構のみを抽出して示す斜視図であり、同図において、接離機構は、図１に示した中間転写ベルト２の作像部間での展張面に平行する方向に往復動可能な接離用摺動部材３００と、接離用摺動部材３００に設けられて摺動時でのガイドと摺動を円滑に行わせるコロなどの転動体４００と、接離用摺動部材３００に設けられていて支持部材２２を中間転写ベルト２が感光体ドラム１に対して接離する方向に揺動させるカム部３０１と、図１において符号１０１で示す位置決め部に対して支持部材２２が上記転写ローラ２を感光体ドラム１側に向け変位させた場合に衝合する凸部を有した位置決め部２２Ｂとを備えている。

接離用摺動部材３００は、黒画像を形成する作像部と残りの色の画像を形成する作像部とで区分されており（便宜上、図２において黒画像の作像部を対象賭する接離用摺動部材を符号３００’で示す）、残りの色画像を形成する作像部に対しては、共有、換言すれば、符号３００で示すように、単一部材を用いて残りの作像部を同時にかつ同じ量を設定されて摺動するようになっている。

図２において接離用摺動部材３００．３００’は、凹状断面を有する板金部材で構成され、その両端部、つまり、移動方向と直角な方向の両端部に有する立ち上げ片３００Ａ，３００Ａ’の複数箇所にバネ３０３の一端が掛け止められるバネ係止片３００Ａ１，３００Ａ１’が設けられている。

一方、カム部３０１は、接離用摺動部材３００の内側に配置されて同部材３００に平行する板面を有する部材であり、板面の上方にカム面をなす凸部３０１Ａが形成され、底部の一部には、図３に示すように、水平方向に折り曲げられたバネ係止片３０１Ｃが設けられてバネ３０３の他端が掛け止められている。

カム部３０１は、接離用摺動部材３００に対して揺動支点となる支軸３０１Ｂにより図示矢印方向に揺動可能に支持されている。なお、揺動支点となる支軸３０１Ｂは、軸に限らず、カシメとすることも可能である。
バネ３０３は、カム部３０１の揺動端側を接離用摺動部材３００のバネ係止片３００Ａ１側に向け揺動するように付勢されている。この付勢により、カム部３０１は、カム面となる凸部３０１Ａを、図１において符号２２Ｂで示す支持部材２２の底面を押し上げて中間転写ベルト２を感光体ドラム１に当接させる方向の移動習性が付与されている。

一方、接離用摺動部材３００，３００’は、その一部に切り起こされた一つの片部３００Ｂ，３００Ｂ’が設けられており、片部間には、不動部に設置されている駆動モータＭ，Ｍ’の出力が減速ギヤ群Ｇ，Ｇ’を介して伝達される偏心カム３０４，３０４’（図１では、偏心カム３０４とこれに対向する片部３０３Ｂとの対向関係が模式的に示されている）が配置されている。

偏心カム３０４，３０４’は、正逆回転することで接離用摺動部材３００を往復動させるための部材であり、回転方向に応じて接離用摺動部材３００の移動方向を設定することにより接離用摺動部材３００に設けられているカム部３０１を移動させて支持部材２２を、ベルト２が感光体ドラム１に対して接離する方向に揺動させるようになっている。

図２において符号３０５，３０５’は、偏心カム３０４，３０４’の周面に片部３００Ｂ，３００Ｂ’の一方、つまり、偏心カム３０４のカムプロフィールにおいてカム部３０１が感光体ドラム１側から離れる移動量を設定できる向きに回転した際に当接する片部が当接する習性を付与している。

図２において符号３０６，３０６’で示すバネは、接離用摺動部材３００，３００’の摺動力を補助するために用いられるバネである。つまり、バネ３０６，３０６’は、支持部材２２が感光体ドラム１に向けて移動する状態にカム部３０１，３０１’が変位する際にこのカム部３０１が連動可能に設けられている接離用摺動部材３００，３００’を牽引するようになっている。これにより、接離用摺動部材３００，３００’は、カム部３０１が中間転写ベルト２の張力に抗して支持部材２２を感光体ドラム１側に向け押し上げる際に、後述する駆動モータＭ，Ｍ’の駆動力に加えてバネ３０６，３０６’による牽引力が作用することになる。

偏心カム３０４を回転駆動する駆動モータＭ，Ｍ’は、図示しない制御部からの信号により、中間転写ベルト２と感光体ドラム１との画像形成態位、つまり転写態位に応じて回転方向を設定されるようになっている。つまり、各作像部での転写が行われる場合には、カム部３０１によって支持部材２２を感光体ドラム１側に向け揺動させるべく、カム部３０１の凸部３０１Ａが支持部材２２の底面２２Ｂを押し上げることができる位置に移動する方向に回転する。そして、各作像部での転写が行われない場合には、上述した場合と反対にカム部３０１の凸部３０１Ａが支持部材２２の底面２２Ｃから外れて支持部材２２を、中間転写ベルト２が感光体ドラム１から離れる位置に移動する方向に回転する。なお、転写時とは、各作像部での画像転写が行われるフルカラー画像形成時におよび黒画像の作像部を対象とした画像転写時に相当し、黒画像転写時には残りの色画像の作像部では転写が行われない非転写時に相当している。

本実施例は、以上のような構成であるから、画像形成態位（転写態位）に応じて駆動モータＭ，Ｍ’の回転方向が設定されると、接離用摺動部材の移動方向が設定されて転写ローラ２１を有する支持部材２２の揺動態位が設定される。

図１は、転写ローラ２１が中間転写ベルト２を感光体ドラム１に向け移動させて当接させている状態であり、この状態では、各作像部での１次転写が行われる状態を示している。

図１に示す状態は、各作像部全てにおいて１次転写が行われることによりフルカラー画像を形成する場合に相当している。各作像部での１次転写を可能にする際には、支持部材２２の転写ローラ２１を中間転写ベルト２に向け移動させることができるように、偏心カム３０４の回転方向を設定される。この場合には、図２において、接離用摺動部材３００，３００’における一対の片部３００Ｂ，３００Ｂ’のうちの左側の片部（便宜上、符号３００Ｂ１，３００Ｂ１で示す）が押し動かされるように、図４（Ａ）で示す方向に偏心カム３０４の回転方向が設定される。これにより、接離用摺動部材３００と連動するカム部３０１が凸部３０１Ａを支持部材２２の底面２２Ｂを押し上げることになり、支持部材２２に有する転写ローラ２１によって中間転写ベルト２が感光体ドラム１に当接させる向きに移動することになる。なお、図４は、便宜上、残りの色画像の作像部を対象とした接離用摺動部材３００の片部３００Ｂを示しているが、黒色画像の作像部を対象とした接離用摺動部材３００’における片部３００Ｂ’においては、支持部材２２’の揺動支点２２Ａ’が、残りの色画像の作像部における支持部材２２の揺動支点と相対関係にあるので、偏心カム３０４’の回転方向が偏心カム３０４と逆の関係となる。

一方、図５に示す状態は、黒画像の作像部を含め残りの色画像の作像部において転写が行われない状態を示しており、この状態は、画像形成装置の停止時や出荷時などが相当しており、中間転写ベルト２に永久歪みが発生するのを防止し、これに当接する中間転写ローラ２１の周面変形が防止される。

この場合には、全ての色の作像部において中間転写ベルト２が感光体ドラム１から離される。つまり、黒色画像の作像部および残りの色画像の作像部では、前述した中間転写ベルト２と感光体ドラム１との当接状態の設定時とは反対に、支持部材２２の転写ローラ２１を中間転写ベルト２から離すように、偏心カム３０４，３０４’の回転方向を設定される。この場合には、図２において、接離用摺動部材３００における一対の片部３００Ｂ，のうちの右側の片部（便宜上、符号３００Ｂ２で示す）が押し動かされるように、図４（Ｂ）に示す方向に偏心カム３０４の回転方向が設定される。これにより、カム部３０１の凸部３０１Ａが支持部材２２の底面２２Ｂから外れる。
支持部材２２は、自重により転写ローラ２１が感光体ドラム１側から離れる向きに揺動し、中間転写ベルト２が感光体ドラム１から離される。

本実施例においては、接離用摺動部材３００，３００’によって支持部材２２に有する転写ローラ２１を感光体ドラム１側に向け揺動させる際には、偏心カム３０４，３０４’の回転による接離用摺動部材３００，３００’への駆動力の伝達だけでなく、バネ３０６，３０６’からの牽引力の作用を受ける。

転写ベルト２を感光体ドラム１に当接させる向きに支持部材２２を揺動させる際には、中間転写ベルト２の張力の影響により、揺動トルクが大きく必要となる。このため、従来では、接離用摺動部材３００，３００’の移動を司る駆動源である駆動モータＭ，Ｍ’の出力を大きくすることで張力に抗して支持部材２２を感光体ドラム１側に押し上げるようになっているが、この構成では、支持部材２２の揺動のためのトルクが張力に抗する分、大きくなることから駆動モータＭ，Ｍ’のサイズアップに繋がる。

本実施例では、バネ３０６，３０６’の牽引力を用いることで接離用摺動部材３００，３００’が上述した方向に移動する際の摺動力を補助されるようになっているので、駆動モータＭ，Ｍ’での駆動力を軽減することが可能となる。これにより、駆動モータＭ，Ｍ’のサイズを小型化することができ、さらには、倍力機構などを用いなくても接離用摺動部材３００，３００’の移動を迅速かつ適正に行うことができる。

また、本実施例においては、支持部材２２の揺動動作が接離用摺動部材３００に連動可能なカム部３０１を用いた支持部材２２の底面の押し上げおよび押し上げ解除によって行われるので、揺動させる構造に嵌合部などを要しないで済むことから、嵌合部での加工誤差などの影響によるガタなどの発生を防止することができ、特に、弾性的な係合することで仮にカム部の加工誤差が生じているとしても各作像部間での接触圧を均等化することが可能となる。

本発明の実施例による画像形成装置の要部構成である作像部と転写装置との関係を説明するための模式的な図である。 図１に示した画像形成装置に用いられる転写装置における接離機構を説明するための斜視図である。 図２に示した接離機構の一部構造を抽出して示す図である。 図２に示した接離機構における接離状態での偏心カムの回転方向を説明するための図である。 図３に示した作像部に対する転写装置の別の態様を説明するための図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 中間転写ベルト
２０ 中間転写装置
２１ 転写ローラ
２２ 支持部材
２２Ａ 支軸
２２Ｂ，１０１ 位置決め部
３００ 接離用摺動部材
３０１ カム部
３０６，３０６’ バネ

Claims (2)

1. 色毎の画像を形成可能な感光体がそれぞれ備えられている複数の作像部と、
   前記各作像部間を移動可能な展張部を備えたベルトと、
   前記ベルトを挟んで前記感光体と対峙する位置に配置されている転写装置とを備え、前記ベルトの移動過程において前記各作像部で形成された色画像が順次転写される構成を備えた画像形成装置において、
   前記転写装置は、前記ベルトを前記感光体に対して接離させる方向に移動可能な支持部材に装備された転写ローラを備え、
   前記支持部材は、前記作像部のうちで一つの色画像を形成可能な作像部と、残りの色画像を形成可能な作像部とで独立して前記ベルトに対して接離可能に設けられており、
   該接離のための機構として、前記ベルトの展張面に平行する方向に往復動可能な複数の接離用摺動部材と、該接離用摺動部材に設けられて前記支持部材を前記接離方向に変位させるカム部と、前記感光体が配置されている側に位置して前記支持部材が前記ベルトを該感光体に接触させる位置に変位した位置を規定する位置決め部とを備え、前記残りの色画像を形成する作像部を対象とした前記支持部材の接離摺動部材が各作像部間で共有可能とされ、前記カム部は前記接離用摺動部材との間に設けられた付勢手段により前記支持部材を前記感光体側に向け付勢される初期習性を付与され、
   前記接離用摺動部材には、摺動力を補助する手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記摺動力を補助する手段が、前記接離用摺動部材と不動部とに掛け渡されて前記感光体に対してベルトを当接させる方向に前記カム部を変位させる方向での補助力を付勢された弾性体が用いられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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