JP2010197814A - 転写ローラの位置決め機構およびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、転写ローラを安定的に位置決めするとともに、転写ローラを退避位置に移動させるのに必要な駆動トルクを低減する。
【解決手段】２次転写ローラ２５の位置決め機構２７が、２次転写ローラを、中間転写ベルト１８に圧接する圧接位置と当該圧接が解除される退避位置との間で移動させるローラ移動機構３２と、２次転写ローラの移動をガイドするガイド面７８を有するガイド部材３３と、ガイド面に対して２次転写ローラを付勢する付勢機構３４とを備え、付勢機構は、２次転写ローラが圧接位置から退避位置に移動する際に、その付勢力が減少する構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラの位置決め機構およびこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真プロセスにより用紙に画像を形成する画像形成装置（プリンタ、ファクシミリ、複写機及び複合機など）では、画像形成処理を行う画像形成ユニットの下方に給紙トレイを配置するとともに、給紙トレイから画像形成ユニットに向けて縦方向に延びる用紙搬送経路を設けたいわゆる縦型搬送構造が普及している。

この種の画像形成装置では、紙詰まり処理等のために用紙搬送経路を開閉可能とすべく、転写ローラを含む用紙搬送機構の一部が設置された開閉体を備えたものが存在する。特に、転写ローラが、開閉体の閉鎖時に中間転写体等に当接するとともに、開閉体の開放時に中間転写体等から離間する構成である場合には、良好な転写を実現するために、開閉体の閉鎖時に中間転写体等に対する転写ローラの位置決めが確実に行われる必要がある。

そこで、例えば、画像形成装置本体に外装カバーを開閉可能に設け、外装カバーの開放時に感光ドラム周辺の用紙搬送経路が外部に露出される構成の画像形成装置において、本体に感光ドラムを支持すると共に、付勢手段を介して外装カバーに転写ローラを支持させ、転写ローラに対して外装カバー開閉方向の閉鎖側で転写ローラの変位を規制するガイド部材を固定し、上記付勢手段は、感光ドラム側に転写ローラを付勢するコイルバネと、ガイド部材側へ転写ローラを付勢する板バネとから構成され、その付勢方向が、転写ローラと感光ドラムとの軸心間方向よりも若干ガイド部材側へ傾斜したものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−１０７１３５号公報

ところで、タンデム方式のカラー画像形成装置では、色毎に独立した画像形成ユニットを備え、各画像形成ユニットで形成されたトナー像を合成する転写過程における色ずれの発生や濃度変動を抑制するために、補正用の画像パターンを形成する場合がある。その場合、画像パターンの用紙への転写は行われず、カラー画像形成装置は、カム機構およびこれを駆動するモータ等からなる移動機構により、転写ローラを中間転写体から離間した退避位置に移動させる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術は、モノクロの画像形成装置を対象とするため、画像形成装置が上記のような転写ローラの移動機構を備えていなかった。また、この従来技術の構成に転写ローラの移動機構を設けた場合でも、転写ローラは、その位置決めに供される板バネを押し拡げながらその付勢力に抗して退避位置まで移動する必要がある。従って、従来技術では、移動機構を駆動するモータが大型化し、その設置スペースの問題や、コストアップの問題が生じる。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、転写ローラを安定的に位置決めするとともに、転写ローラを退避位置に移動させるのに必要な駆動トルクを低減することができる転写ローラの位置決め機構およびこれを備えた画像形成装置を提供することを主目的とする。

本発明の転写ローラの位置決め機構は、画像形成装置に設けられた転写ローラの位置決め機構であって、前記転写ローラを、像担持体に圧接する圧接位置と当該圧接が解除される退避位置との間で移動させる移動手段と、前記転写ローラの移動をガイドするガイド面を有するガイド部材と、前記ガイド面に対して前記転写ローラを付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段は、前記転写ローラが前記圧接位置から前記退避位置に移動する際に、その付勢力が減少することを特徴とする。

このように本発明によれば、転写ローラが前記圧接位置から退避位置に移動する際に付勢手段の付勢力が減少するため、圧接位置における転写ローラを安定的に位置決めするとともに、転写ローラを退避位置に移動させるのに必要な駆動トルクを低減することが可能となるという優れた効果を奏する。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、画像形成装置に設けられた転写ローラの位置決め機構であって、前記転写ローラを、像担持体に圧接する圧接位置と当該圧接が解除される退避位置との間で移動させる移動手段と、前記転写ローラの移動をガイドするガイド面を有するガイド部材と、前記ガイド面に対して前記転写ローラを付勢する付勢手段とを備え、前記付勢手段は、前記転写ローラが前記圧接位置から前記退避位置に移動する際に、その付勢力が減少する構成とする。

これによると、転写ローラが前記圧接位置から退避位置に移動する際に付勢手段の付勢力が減少するため、圧接位置における転写ローラを安定的に位置決めするとともに、転写ローラを退避位置に移動させるのに必要な駆動トルクを低減することが可能となる。

また、第２の発明は、前記画像形成装置は、その本体に開閉可能に設けられた開閉体を有し、前記転写ローラと前記付勢手段とは、前記開閉体に設けられた構成とすることができる。

これによると、開閉体の開閉により用紙搬送経路の一部を開放することができるとともに、開閉体の閉鎖時には、転写ローラを圧接位置に安定的に位置決めすることが可能となる。この場合、ガイド部材のガイド面に対して付勢手段により転写ローラを付勢する構成であるため、開閉体の開閉動作は転写ローラの位置決めによる制約を受けないという利点もある。

また、第３の発明は、前記付勢手段は、前記転写ローラの軸に当接可能に設けられた当接部材と、当該当接部材を前記軸側に付勢する弾性部材とを有し、前記弾性部材は、前記転写ローラが前記圧接位置から前記退避位置側に移動する際に、その弾性変形量が小さくなる構成とすることができる。

これによると、転写ローラが圧接位置から退避位置に移動する際に、弾性部材の弾性変形量に基づく付勢力（弾性力）の変化により、付勢手段の付勢力を適切に減少させることができる。

また、第４の発明は、前記付勢手段は、前記転写ローラの軸に当接可能に設けられた回動自在の当接部材と、当該当接部材を前記軸との当接側に回動させるように付勢する弾性部材とを有し、前記当接部材は、前記軸に当接する当接面を有し、当該当接面は、前記退避位置側よりも前記圧接位置側において前記ガイド面に近接している構成とすることができる。

これによると、転写ローラが圧接位置から退避位置に移動する際に、当接部材の回動に基づく転写ローラの軸に対する付勢方向の変化により、付勢手段の付勢力を適切に減少させることができる。

また、第５の発明は、上記第１から第４の発明のいずれかに係る転写ローラの位置決め機構を備えた画像形成装置である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置１は、帯電、露光、現像、転写、及び定着の各プロセスを経て用紙にカラー画像を形成する画像形成部２を備える。下方の給紙カセット３に収容された用紙Ｓは、縦方向に延びる用紙搬送経路Ａを介して画像形成部２に逐次送り込まれ、この画像形成部２にて所要の画像が形成され後に排紙経路Ｂを経て排紙部４に排出される。また、用紙Ｓの両面に画像が形成される場合には、画像形成部２から送り出された用紙Ｓは、反転経路Ｃを介して用紙搬送経路Ａの上流側に戻され、表裏が反転した状態で再び画像形成部２に送り込まれる。

画像形成部２は、イエロー、マゼンタ、シアン、及び黒の各色のトナー像をそれぞれ形成する複数のプロセスユニット１１〜１４と、この各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム（像担持体）１１ａ〜１４ａの作像面に対して露光用の光束を走査するＬＳＵ(Laser Scanning Unit)１５とを有している。

また、画像形成部２は、一対の支持ローラ１６，１７に巻き掛けられた中間転写ベルト（像担持体）１８と、各プロセスユニット１１〜１４の感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に作像された各色のトナー像をそれぞれ中間転写ベルト１８に転写する１次転写ローラ１９〜２２と、この１次転写ローラ１９〜２２により各色のトナー像が順次転写されることで中間転写ベルト１８上に重ね合わされたトナー像を記録紙に転写する２次転写ローラ２５とを有している。２次転写ローラ２５によりトナー像が転写された用紙Ｓは、定着器２６に搬送されて熱及び圧力によりトナー像を定着させる処理が行われる。支持ローラ１６は、図示しない駆動用モータにより回転駆動され、２次転写ローラ２５は支持ローラ１６の回転にともなって回転する。２次転写ローラ２５には、支持ローラ１６に対する適切な圧接位置を定めるための位置決め機構２７が付設されている。

また、画像形成装置１には、回動軸２８を中心に回動することにより開閉される開閉体２９が設けられている。開閉体２９には、２次転写ローラ２５をはじめとして用紙搬送経路Ａおよび反転経路Ｃの一部を構成する各種ローラやガイド壁等の部材が一体に設けられている。この開閉体２９を開くことにより、中間転写ベルト１８が露出してその着脱が可能となり、また、用紙搬送経路Ａや反転経路Ｃが開放されて用紙ジャムの処理が可能となる。

図２は２次転写ローラの位置決め機構の詳細を示す図である。位置決め機構２７は、２次転写ローラ２５を、中間転写ベルト１８（支持ローラ１６）に圧接する圧接位置と当該圧接が解除される退避位置との間で移動させるローラ移動機構（移動手段）３２と、２次転写ローラ２５の移動をガイドするガイド部材３３と、２次転写ローラ２５をガイド部材３３に向けて付勢する付勢機構（付勢手段）３４とを備える。

ローラ移動機構３２は、圧縮バネ４１の付勢力により２次転写ローラ２５を斜め上方の支持ローラ１６に向けて押圧する押圧ブロック４２と、圧縮バネ４１の付勢力に抗して押圧ブロック４２を斜め下方に移動させるための円板カム４３および従動アーム４４とを有している。

押圧ブロック４２は、２次転写ローラ２５のローラ軸５１を回転可能に収容する略コ字形の収容溝５２と、従動アーム４４と係合する係合軸５３とを有している。圧縮圧縮バネ４１は、一端側がバネ収容ケース５４に固定されるとともに、他端側が押圧ブロック４２に接続されており、斜め上方の支持ローラ１６に向けて押圧ブロック４２に付勢力を付与する。この付勢力により、２次転写ローラ２５は適度な圧力で中間転写ベルト１８を介して支持ローラ１６に対して当接する。

従動アーム４４は、略くの字状を呈しており、上部アーム６２と下部アーム６３との境界に回動軸６１が設けられている。上部アーム６２には、押圧ブロック４２の係合軸５３が移動可能に挿入される長孔６４が設けられるとともに、下部アーム６３の側縁には、円板カム４３の外周縁が当接するカム面６３ａが設けられている。

円板カム４３は、回転軸７１を中心として図示しないモータにより回転駆動され、その回転軸７１から外周縁までの距離が比較的大きい大径部７２と、その距離が比較的小さい小径部７３とを有している。また、円板カム４３の大径部７２側には、遮蔽プレート７４が取り付けられており、この遮蔽プレート７４が透過型のフォトセンサ７５の検出光路を遮蔽するか否かによって、円板カム４３の回転位置が検出される。

ガイド部材３３は、支持ローラ１６の近傍に固定された高剛性の金属製部材であり、２次転写ローラ２５の移動をガイドするガイド面７８を有する。図２に示すように、ガイド面７８は支持ローラ１６に向けて斜めに配設されており、２次転写ローラ２５のローラ軸５１がガイド面７８に摺接することでその移動方向が定められる。ガイド部材３３は、２次転写ローラ２５の両端に配置される。

付勢機構３４は、回動軸８０を中心に回動自在に設けられたレバー部材（当接部材）８１と、その下端８２ａがレバー部材８１に接続された引張りバネ（弾性部材）８２とを有している。引張りバネ８２は、その上端８２ｂが開閉体２９に固定されており、レバー部材８１を一方向（図２中の反時計回り方向）に回動させるように付勢する。これにより、レバー部材８１は、その下面（当接面）８１ａがローラ軸５１に圧接することにより２次転写ローラ２５をガイド面７８側に押圧し、ローラ軸５１のガイド面７８に対する摺接状態を安定的に保持する。

図２（Ａ）に示すように、円板カム４３が回転してその小径部７３が従動アーム４４のカム面６３ａに当接すると、従動アーム４４は、その上部アーム６２の上端部（すなわち、長孔６４）が２次転写ローラ２５に接近する方向（図２中の軸６１の反時計回り方向）に回動にする。これにより、長孔６４内の係合軸５３が支持ローラ１６側に移動可能となり、２次転写ローラ２５は押圧ブロック４２に押圧されて圧接位置に移動する。

このとき、レバー部材８１の下面８１ａは、その支持ローラ１６側（２次転写ローラ２５の圧接位置側）が反支持ローラ１６側（２次転写ローラ２５の退避位置側）よりもガイド面７８に近接した状態にある。図２（Ａ）中の矢印Ｘで示すように、ローラ軸５１に対するレバー部材８１の圧接力の方向は、２次転写ローラ２５の退避位置側に向けられている（すなわち、ガイド面７８を基準とした圧接力の方向を示す角度θは９０°未満である。）。また、このとき、レバー部材８１の反時計回り方向の回動により引張りバネ８２の下端８２ａが下方に移動し、引張りバネ８２は最も伸長した状態となる。

一方、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）の状態から円板カム４３が回転してその大径部７２が従動アーム４４のカム面６３ａに当接すると、従動アーム４４は、その上部アーム６２の上端部が２次転写ローラ２５から離間する方向（図２中の時計回り方向）に回動する。これにより、長孔６４内の係合軸５３が圧縮バネ４１の付勢力に抗して支持ローラ１６から離間する側に移動し、２次転写ローラ２５は退避位置に移動する。

このとき、２次転写ローラ２５のローラ軸５１の移動にともなってレバー部材８１が反時計回り方向に回動する。これにより、レバー部材８１の下面８１ａは、その支持ローラ１６側が図２（Ａ）の状態から更にガイド面７８に近接するように変位し、角度θはより小さくなる。すなわち、２次転写ローラ２５の位置決め機構２７が図２（Ａ）の状態から図２（Ｂ）の状態に変化する際に、レバー部材８１の圧接力は、２次転写ローラ２５を退避位置側に移動させるのに有利な方向に作用する。これにより、円板カム４３の駆動モータに必要な駆動トルクを低減することができる。

さらに、レバー部材８１の時計回り方向の回動により引張りバネ８２の上端８２ａが上方に移動するのにともない、引張りバネ８２は図２（Ａ）の状態から徐々に縮退する（すなわち、弾性変形量が小さくなる。）。これにより、図２（Ａ）の場合に比べて引張りバネ８２の付勢力（すなわち、レバー部材８１の圧接力によるローラ軸５１とガイド面７８との摩擦力）が減少するため、円板カム４３の駆動モータに必要な駆動トルクを更に低減することができる。

図３は画像形成装置における閉鎖状態の開閉体を示す図であり、図４は画像形成装置における用紙搬送経路Ａが開かれた状態の開閉体を示す図であり、図５は画像形成装置における用紙搬送経路Ａ及び反転経路Ｃが開かれた状態の開閉体を示す図である。

図４に示すように、開閉体２９が図３に示す閉鎖状態から開放されると、用紙搬送経路Ａを構成する部材が、画像形成装置１の本体側と開閉体２９とに分離されて、用紙搬送経路Ａが開かれる。このとき、開閉体２９に設けられた２次転写ローラ２５やレバー部材８１等は、開閉体２９とともに移動する。これにより、２次転写ローラ２５のローラ軸５１は、画像形成装置１の本体側に固定されたガイド部材３３から離間されて、ガイド面７８との摺接が解除される。本実施形態では、開閉体２９の回動軸２８は、２次転写ローラ２５の斜め右下に位置するため、図４中に矢印Ｙで示すように、２次転写ローラ２５は、圧接位置にある２次転写ローラ２５よりも上方を移動するが、この２次転写ローラ２５の移動（すなわち、開閉体２９の開閉動作）は、位置決め機構２７によって制約を受けることはない。

また、開閉体２９は、外カバー９１と、外カバー９１の内側に位置する内部ブロック９２とを有している。内部ブロック９２には、２次転写ローラ２５およびそのローラ移動機構が取り付けられており、また、外カバー９１には、レバー部材８１等が取り付けられている。図５に示すように、回動軸９３を中心に内部ブロック９２を回動させて外カバー９１から離間させることで、反転経路Ｃが開かれる。

本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、２次転写ローラをガイド部材に向けて付勢する付勢機構は、バネに限らず周知の弾性部材を用いて付勢力を付与することができる。また、２次転写ローラの圧接対象となる像担持体は、中間転写ベルトに限定されるものではなく、トナー像を担持するローラや、場合によっては感光体でもよい。

本発明に係る転写ローラの位置決め機構およびこれを備えた画像形成装置は、転写ローラを安定的に位置決めするとともに、転写ローラを退避位置に移動させるのに必要な駆動トルクを低減することを可能とし、感光体上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラの位置決め機構およびこれを備えた画像形成装置として有用である。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成図 実施形態に係る２次転写ローラの位置決め機構の詳細を示す図 実施形態に係る画像形成装置における閉鎖状態の開閉体を示す図 実施形態に係る画像形成装置における用紙搬送経路Ａが開かれた状態の開閉体を示す図 実施形態に係る画像形成装置における用紙搬送経路Ａ及び反転経路Ｃが開かれた状態の開閉体を示す図

１ 画像形成装置
１６ 支持ローラ
１８ 中間転写ベルト（像担持体）
２５ ２次転写ローラ
２７ 位置決め機構
２８ 回動軸
２９ 開閉体
３２ ローラ移動機構（移動手段）
３３ ガイド部材
３４ 付勢機構（付勢手段）
４１ 圧縮バネ
４２押圧ブロック
４３円板カム
４４従動アーム
５１ローラ軸
５３ 係合軸
６１ 回動軸
６２ 上部アーム
６３ 下部アーム
６３ａ カム面
６４ 長孔
７１ 回転軸
７２ 大径部
７３ 小径部
７８ ガイド面
８０ 回動軸
８１ レバー部材（当接部材）
８１ａ 下面（当接面）
８２ 引張りバネ（弾性部材）
９１ 外カバー
９２ 内部ブロック
Ａ 用紙搬送経路
Ｂ 排紙経路
Ｃ 反転経路
Ｓ 用紙

Claims (5)

1. 画像形成装置に設けられた転写ローラの位置決め機構であって、
   前記転写ローラを、像担持体に圧接する圧接位置と当該圧接が解除される退避位置との間で移動させる移動手段と、
   前記転写ローラの移動をガイドするガイド面を有するガイド部材と、
   前記ガイド面に対して前記転写ローラを付勢する付勢手段と
   を備え、
   前記付勢手段は、前記転写ローラが前記圧接位置から前記退避位置に移動する際に、その付勢力が減少することを特徴とする転写ローラの位置決め機構。
2. 前記画像形成装置は、その本体に開閉可能に設けられた開閉体を有し、
   前記転写ローラと前記付勢手段とは、前記開閉体に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の転写ローラの位置決め機構。
3. 前記付勢手段は、前記転写ローラの軸に当接可能に設けられた当接部材と、当該当接部材を前記軸側に付勢する弾性部材とを有し、
   前記弾性部材は、前記転写ローラが前記圧接位置から前記退避位置側に移動する際に、その弾性変形量が小さくなることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の転写ローラの位置決め機構。
4. 前記付勢手段は、前記転写ローラの軸に当接可能に設けられた回動自在の当接部材と、当該当接部材を前記軸との当接側に回動させるように付勢する弾性部材とを有し、
   前記当接部材は、前記軸に当接する当接面を有し、当該当接面は、前記退避位置側よりも前記圧接位置側において前記ガイド面に近接していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の転写ローラの位置決め機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の転写ローラの位置決め機構を備えた画像形成装置。

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