JP2010049123A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写体ユニットと清掃ユニットとを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置において、装置を上下方向に高くすることなく、中間転写体ユニットと共に清掃ユニットを装置本体の用紙搬送側の側面から引き出せるようにする。
【解決手段】ローラ１３の回転軸１３１は第１ガイド溝５１の水平部５１４に位置し、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂは、第２ガイド溝５２の垂直部５２５に位置している。つぎに、中間転写ユニット１が装置本体８から引き出され始めると、ローラ１３の回転軸１３１は第１ガイド溝５１の水平部５１４内を水平方向に移動する一方、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂは、第２ガイド溝５２の垂直部５２５内を垂直方向に移動する。これによって、清掃ユニット４は、回転軸１３１を中心として時計回りに回転し、清掃ユニット４の上下方向の幅は大幅に狭くなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、中間転写ベルトを備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置に関するものである。

無端状の中間転写ベルトの水平部に対向して複数個の作像部が並んで配置されたタンデム型の画像形成装置において、通常、中間転写体ユニットは水平方向に着脱可能とされている。中間転写体ユニットの着脱方式としては、例えば図９に示すように、装置本体８の正面から見て左右に扉８２，８４を設け、清掃ユニット４のメンテナンス（交換など）のときには、左扉８４を軸８３を中心として反時計回りに回転させて開状態として、清掃ユニット４を装置本体８から外へ引き出す一方、ジャム処理時には、右扉８２を軸８１を中心として時計回りに回転させて開状態とし、ジャム発生箇所（中間転写ベルトユニット１の右端部近傍）にアクセスする方式がある（例えば特許文献１等）。あるいはまた、装置本体８の正面側に中間転写体ユニット１を引き出す方式もある。
特開2007-133022号公報

しかしながら、装置本体８の左右の側面から中間転写体ユニット１を引き出す方式の装置では、装置本体８の両側に中間転写体ユニット１を引き出すための空間を確保しておかなければならず、装置の設置スペースが大きくなる問題がある。また装置本体８の正面方向に中間転写体ユニット１を引き出す方式の装置では、装置本体８の正面側の筐体に中間転写体ユニット１を引き出すための開口部を形成しなければならず、筐体の強度が低下するおそれがある。

このため、装置本体８の用紙搬送側の側面から、中間転写体ユニット１と共に清掃ユニット４を引き出す方式が考えられるが、清掃ユニット４が水平移動できる空間を装置本体８内に確保する必要があり、装置が上下方向に高くなる。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置を上下方向に高くすることなく、中間転写体ユニットと共に清掃ユニットを装置本体の用紙搬送側の側面から引き出せる画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、一対のフレームと、この一対のフレームに軸支された少なくとも２本のローラに架け渡された無端状の中間転写ベルトとを備えた中間転写ユニットと、この中間転写ベルトの水平部に対向して配置された、異なる色のトナー画像を形成する複数の作像部と、前記２本のローラの一方のローラと、前記中間転写ベルトを挟んで対向する位置に取り付けられた、中間転写ベルトの表面を清掃する清掃ユニットとを備えた画像形成装置において、前記中間転写ユニットは、前記２本のローラのうち、前記清掃ユニットが取り付けられていないローラ側から、前記ローラの軸方向に対して垂直方向で且つ略水平方向に、装置本体から取り外し可能で、前記清掃ユニットは前記中間転写ユニットと共に取り外され、装置本体からの取り外し動作に連動して、前記清掃ユニットは、取り外し方向に対して垂直方向の幅が狭くなるように回転する画像形成装置が提供される。

ここで、前記装置本体に、前記中間転写ユニットの装置本体からの取り外しを案内する一対の第１ガイド部と、前記清掃ユニットから外方へ突出した突起が接触する一対の第２ガイド部とを形成し、前記中間転写ユニットが前記一対の第１ガイド部に案内されながら装置本体から取り外される際、前記清掃ユニットの突起は前記第２ガイド部に接触しながら移動し、これによって前記清掃ユニットが、取り外し方向に対して垂直方向の幅が狭くなるように回転するようにしてもよい。

回転によって、清掃ユニットの取り外し方向に対する垂直方向の幅が効率的に狭くなるようにする観点から、清掃ユニットを、清掃ユニットと対向するローラの軸を中心として回転させるのが好ましい。

前記清掃ユニットに清掃部材を設け、前記清掃ユニットが回転する際、前記清掃部材を前記中間転写ベルトに接触した状態で回転させるようにしてもよい。前記清掃部材としてはブレード形状又はブラシ形状が好ましい。また、前記清掃ユニットが回転する際、前記清掃部材との接触位置を維持するように、前記中間転写ベルトも同方向に回転させるのが好ましい。

本発明の画像形成装置では、中間転写ユニットの装置本体に対する取り外し動作に連動して、清掃ユニットを回転させて取り外し方向に対して垂直方向の幅が狭くなるようにするので、装置を上下方向に高くすることなく、中間転写体ユニットと共に清掃ユニットを装置本体の用紙搬送側の側面から引き出せるようになる。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。図１の画像形成装置は、タンデム型デジタルカラープリンタ（以下、単に「プリンタ」と記すことがある）である。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。なお、以下において、説明の対象である装置または部材がイエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)またはブラック(Ｋ)のいずれのものであるかを明確にする必要がある場合は、「(Ｙ)」、「(Ｍ)」、「(Ｃ)」、「(Ｋ)」の文字を符号に付加して説明し、それ以外の場合はそれら文字を省略して説明する。

まず、プリンタの概略構成を説明する。プリンタは、その内部のほぼ中央部に中間転写ユニット１を備える。図２に示すように、中間転写ユニット１は、前後方向に離隔対向して配置された一対のフレーム１０ａ，１０ｂと、この一対のフレーム１０ａ，１０ｂ間に回転自在に軸支された２本のローラ１２，１３と、ローラ１２，１３の外周部に掛け渡されて反時計回りに回転駆動する中間転写ベルト１１と、中間転写ベルト１１の内周面側の、各感光体ドラム２１と対向する位置に設けられた一次転写ローラ３０とを有する。後述するように、この中間転写ユニット１は装置本体８に対して着脱自在である。

図１に示すように、中間転写ベルト１１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂが、中間転写ベルト１１に沿ってこの順に並んで配置されている。各作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂは、感光体ドラム（静電潜像担持体）２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂをそれぞれ有している。各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｂと、プリントヘッド部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｂと、現像器（現像手段）２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｂと、クリーナ（クリーニング手段）２５Ｙ，２５Ｍ，２５Ｃ，２５Ｂとがそれぞれ配置されている。プリントヘッド部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｂは、感光体ドラムの軸方向と平行な主走査方向に並べられた多数のＬＥＤから構成されている。

そして、中間転写ベルト１１を挟んで、各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂと対向する位置には、一次転写ローラ（一次転写手段）３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂが設けられている。中間転写ベルト１１のローラ１２で支持された部分には、二次転写ローラ１６が圧接されている。二次転写ローラ１６と中間転写ベルト１１とのニップ部が二次転写領域１７となる。この二次転写領域１７において中間転写ベルト１１上に形成されたトナー画像が、搬送されてきた用紙Ｐに転写される。また、中間転写ベルト１１のローラ１３で支持された部分には、清掃ユニット４のクリーニングブレード（清掃部材）４２が中間転写ベルト１１に圧接されている。

プリンタ１に下部には、給紙カセット９１が着脱可能に配置されている。給紙カセット９１内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラ９２の回転によって最上部のものから１枚ずつ引き出されて搬送路９３に送り出される。搬送路９３は、給紙カセット９１から、タイミングローラ対９４のニップ部、二次転写領域１７、および定着ユニット９５を通って排紙トレイ９８まで延びている。給紙カセット９１から送り出された用紙Ｐは、タイミングローラ対９４に搬送され、ここで所定のタイミングで二次転写領域１７に送り出される。

定着ユニット９５は、中空円筒状で、ハロゲンヒータＨを内部に備えた定着ローラ９６と、この定着ローラ９６に圧接されて従動回転する加圧ローラ９７を備える。トナー画像が二次転写された用紙Ｐが通過する、定着ローラ９６と加圧ローラ９７とのニップ部が、定着領域となる。

このような構成のプリンタの概略動作について説明する。まず、カラー画像を出力するフルカラーモードの場合、外部装置（例えばパソコン）からプリンタ１の画像信号処理部（不図示）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、この信号をプリントヘッド用ＬＥＤドライブ回路に伝達する。このドライブ回路は、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像部２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂのプリントヘッド部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｂを発光させて露光を行う。この露光は、プリントヘッド部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｂの順にそれぞれ時間差をもって行われる。これにより、各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂの表面に各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。

各感光体ドラム２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｂ上に形成された静電潜像は、各現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｂによってそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。そして、各色のトナー画像は、各一次転写ローラ３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｂの作用により、図中反時計回りに回転する中間転写ベルト１１上に順次一次転写されて重ね合わせられる。

このようにして中間転写ベルト１１上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト１１の移動にしたがって二次転写領域１７に達する。この二次転写領域１７において、重ね合わされた各色トナー画像は、二次転写ローラ１６の作用により、給紙カセット９１から搬送路９３に送り出されてタイミングローラ対９４により供給された用紙Ｐに、一括して二次転写される。なお、二次転写後に中間転写ベルト１１上に残留するトナーは、クリーニングブレード４２によって清掃ユニット４内に回収される。

トナー画像が二次転写された用紙Ｐは、搬送路９３を通って定着ユニット９５に送られ、そこで定着領域を通過することによりトナー画像が用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは排紙トレイ９８に排出される。

前述のように、中間転写ユニット１は装置本体８に対して着脱自在に設けられている。具体的には、中間転写ユニット１を装置本体８から取り外す場合は、図１の破線で示すように、装置本体８の用紙搬送側の側面（図の右側面）に開閉自在に設けられた扉８２を、軸８１を中心として時計回りに回転させて開状態とし、中間転写ユニット１を装置本体８から水平方向に引き出す。中間転写ユニット１を引き出すと、清掃ユニット４も一緒に引き出される。このとき、引き出し動作に連動して、清掃ユニット４は、上下方向の幅が狭くなるように回転する（図１では時計回りに回転）。これによって、清掃ユニット４の移動用空間の上下幅を狭くできる。

図３に、清掃ユニット４の回転機構の一例を示す。清掃ユニット４は、ユニット本体４１内に設けられたクリーニングブレード４２と、ユニット本体４１の外側面に設けられた一対の突起４３ａ，４３ｂとを有する。清掃ユニット４は、クリーニングブレード４２が中間転写ベルト１１の外周面に圧接し、中間転写ベルト１１に残留する未転写トナーを清掃除去するように、ローラ１３の回転軸１３１に回転自在に設けられている。

中間転写ユニット１及び清掃ユニット４の、装置本体８への着脱ガイド及び装置本体８内での保持は、中間転写ユニット１及び清掃ユニット４が移動する装置本体８の内側面に設けられた第１ガイド溝５１及び第２ガイド溝５２によって行われる。図４に、装置本体８に形成された第１ガイド溝５１及び第２ガイド溝５２の全体図を示す。第１ガイド溝５１には、中間転写ユニット１のフレーム１０ａ，１０ｂから外方に突出した、ローラ１２，１３の回転軸１２１，１３１が係入し、第２ガイド溝５２には、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂが係入する。第１ガイド溝５１，５２の係入口５１１，５１２はいずれも、外方に向かって広くなるような傾斜が施され、回転軸１２１，１３１及び突起４３ａ，４３ｂが第１ガイド溝５１及び第２ガイド溝５２に入りやすくしてある。第１ガイド溝５１は、係入口５１１から続く略水平な水平部５１２と、若干下方に傾斜した傾斜部５１３と、略水平な水平部５１４とを有する。なお、第１ガイド溝５１の形状は、上記形状に限定されるものではなく、すべてが水平部あるいは緩やかな傾斜部からなっていてももちろん構わない。

一方、第２ガイド溝５２は、第１ガイド溝５１と同様に、係入口５２１から続く略水平な水平部５２２と、若干下方に傾斜した傾斜部５２３と、略水平な水平部５２４とを有する。そして第２ガイド溝５２はさらに垂直部５２５を有する。この第２ガイド溝５２には、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂが係入し、突起４３ａ，４３ｂが第２ガイド溝５２内を移動することによって、清掃ユニット４は回転軸１３１を中心として回転する。図３に、清掃ユニット４の回転の様子を示す。

図３（ａ）は、中間転写ユニット１及び清掃ユニット４が装置本体８に装着されているときの状態図である。なお、清掃ユニット４の回転の様子をわかりやすくするため、この図では中間転写ベルト１１（図１に図示）を略している。ローラ１３の回転軸１３１は第１ガイド溝５１の水平部５１４に位置し、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂは、第２ガイド溝５２の垂直部５２５に位置している。つぎに、中間転写ユニット１が装置本体８から引き出され始めると、ローラ１３の回転軸１３１は第１ガイド溝５１の水平部５１４内を水平方向に移動する一方、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂは、第２ガイド溝５２の垂直部５２５内を垂直方向に移動する（同図（ｂ））。これによって、清掃ユニット４は、回転軸１３１を中心として時計回りに回転する。そして、清掃ユニット４の突起４３ａ，４３ｂが、第２ガイド溝５２の垂直部５２５から水平部５２４に移動したところで、清掃ユニット４の回転が止まり（同図（ｃ））、その後はこの状態で清掃ユニット４は中間転写ユニット１と共に装置本体８から外に引き出される。同図（ａ）と（ｃ）とを比較すれば理解されるように、清掃ユニット４の上記回転によって、清掃ユニット４の上下方向の幅は大幅に狭くなり、清掃ユニット４の移動用空間を狭くできる。なお、中間転写ユニット１及び清掃ユニット４を装置本体８に装着する場合は、前記の引き出す場合と反対に、中間転写ユニット１及び清掃ユニット４は同図（ｃ）の状態から同図（ａ）の状態となる。

清掃ユニット４の回転角度は、第１ガイド溝５１と第２ガイド溝５２との間隔等によって調整することができ、清掃ユニットの大きさや形状等などから適宜決定すればよい。

中間転写ユニット１及び清掃ユニット４を装置本体８から引き出す際、クリーニングブレード４２を、中間転写ベルト１１に圧接した状態まま、清掃ユニット４と共に回転させるようにするのが好ましい。クリーニングブレード４２からの残留トナーのこぼれ落ちなどを抑制するためからである。さらには、クリーニングブレード４２の損傷を防止する観点などから、中間転写ベルト１１を、クリーニングブレード４２との圧接位置を維持するように回転させるようにするのが望ましい。

中間転写ベルト１１を、クリーニングブレード４２との圧接位置を維持するように回転させるには、例えば図５及び図６に示すような構成が用いられる。すなわち、ローラ１３の回転軸１３１の一方の側部にウォームギア１３２を回転軸１３１に固定した状態に取り付ける。そして、ウォームギア１３２に噛み合うように、ウォームホイール４４を清掃ユニット４のユニット本体４１に取り付ける。画像形成時は、ローラ１３の回転軸１３１の回転によってウォームギア１３２が回転し、これによってウォームホイール４４も回転する（図６（ａ））。一方、中間転写ユニット１と共に清掃ユニット４を装置本体８から外に引き出す場合、前述のように清掃ユニット４は回転軸１３１を中心として時計回りに回転する（同図（ｂ））。このとき、ウォームホイール４４も清掃ユニット４と共に時計回りに公転するが、ウォームホイール４４自体は固定され回転しない。したがって、ウォームホイール４４の公転によって、ウォームホイール４４に歯合するウォームギア１３２が時計回りに回転し、回転軸１３１とローラ１３が時計回りに回転し、中間転写ベルト１１が回転する。

中間転写ベルト１１の回転速度は、クリーニングブレード４２の圧接位置が変化しないような速度が望ましい。すなわち、中間転写ベルト１１の回転速度は、クリーニングブレード４２の自由端側の移動速度と同じであるのが望ましい。中間転写ベルト１１の回転速度は、ウォームギア１３２とウォームホイール４４のピッチや径などから調整すればよい。

図７に、本発明で使用する清掃ユニット４の他の実施形態を示す。図７の清掃ユニット４は、前記実施形態と同様の機構によって、回転軸１３１を中心として回転自在であるが、清掃部材としてクリーニングブレードの代わりにファーブラシ４４を用いている点が異なる。清掃部材としてファーブラシ４４を用いた場合も、清掃ユニット４を回転させたときに、中間転写ベルト１１を、ファーブラシ４４との接触位置を維持するように回転させるのが好ましい。

本発明で使用する清掃ユニット４は、中間転写ユニット１のローラ軸１３１に回転自在に取り付けられているので、例えば図８に示すように、中間転写ユニット１及び清掃ユニット４を装置本体８から外した後、清掃ユニット４を通常の姿勢とすることによって、中間転写ユニット１はローラ１２側が下がった傾斜状態となる。これにより、中間転写ベルト１１が直接床面に触れることがなく、中間転写ベルト１１の損傷を防止できるようになる。

本発明の画像形成装置は、装置を上下方向に高くすることなく、中間転写体ユニットと共に清掃ユニットを装置本体の用紙搬送側の側面から引き出すことができ、狭いスペースにも設置することできるようになり有用である。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 中間転写ユニット及び清掃ユニットの概説図である。 清掃ユニットの回転機構を説明するための図である。 装置本体に形成されるガイド溝を説明するための図である。 ローラ及び中間転写ベルトを回転させる機構を示す部分側面図である。 ローラ及び中間転写ベルトを回転させる機構を示す正面図である。 清掃ユニットの他の例を示す概説図である。 中間転写ユニット及び清掃ユニットを装置本体から取り外した後の静置状態例を示す図である。 従来の画像形成装置を示す概説図である。

符号の説明

１ 中間転写ユニット
４ 清掃ユニット
８ 装置本体
１０ａ（１０ｂ） フレーム
１１ 中間転写ベルト
１２，１３ ローラ
４２ クリーニングブレード（清掃部材）
４３ａ（４３ｂ） 突起
４４ ファーブラシ（清掃部材）
５１ 第１ガイド溝
５２ 第２ガイド溝
１３１ 回転軸

Claims (6)

1. 一対のフレームと、この一対のフレームに軸支された少なくとも２本のローラに架け渡された無端状の中間転写ベルトとを備えた中間転写ユニットと、
   この中間転写ベルトの水平部に対向して配置された、異なる色のトナー画像を形成する複数の作像部と、
   前記２本のローラの一方のローラと、前記中間転写ベルトを挟んで対向する位置に取り付けられた、中間転写ベルトの表面を清掃する清掃ユニットとを備えた画像形成装置において、
   前記中間転写ユニットは、前記２本のローラのうち、前記清掃ユニットが取り付けられていないローラ側から、前記ローラの軸方向に対して垂直方向で且つ略水平方向に、装置本体から取り外し可能で、
   前記清掃ユニットは前記中間転写ユニットと共に取り外され、装置本体からの取り外し動作に連動して、前記清掃ユニットは、取り外し方向に対して垂直方向の幅が狭くなるように回転することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記装置本体に、前記中間転写ユニットの装置本体からの取り外しを案内する一対の第１ガイド部と、前記清掃ユニットから外方へ突出した突起が接触する一対の第２ガイド部とが形成され、前記中間転写ユニットが前記一対の第１ガイド部に案内されながら装置本体から取り外される際、前記清掃ユニットの突起は前記第２ガイド部に接触しながら移動し、これによって前記清掃ユニットが取り外し方向に対して垂直方向の幅が狭くなるように回転する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記清掃ユニットが、前記清掃ユニットと対向するローラの軸を中心として回転する請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記清掃ユニットが清掃部材を備え、前記清掃ユニットが回転する際、前記清掃部材は前記中間転写ベルトに接触した状態で回転する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記清掃部材がブレード形状又はブラシ形状である請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記清掃ユニットが回転する際、前記清掃部材との接触位置を維持するように、前記中間転写ベルトも同方向に回転する請求項４又は５記載の画像形成装置。