JP2011075618A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ベルトユニットのベルトの移動方向についての位置を安定させる。
【解決手段】画像形成装置は、駆動ローラギヤ51Cに係合して駆動ローラ51に駆動力を伝達するベルト駆動ギヤ91と、ベルト(搬送ベルト53)に接触しつつ回転する感光体ドラム43と、装置本体に設けられ、ベルトユニット50の一部と接触してベルトの移動方向に関してのベルトユニット50の位置を決める位置決め部(突当部92B)とを備え、位置決め部は、感光体ドラム43がベルトユニット50を押す力を受け止める向きでベルトユニット50の一部と接触し、ベルト駆動ギヤ91は、駆動ローラギヤ51Cを介してベルトユニット50を押す力がベルトユニット50を位置決め部に押し付ける成分を有するような配置で駆動ローラギヤ51Cと係合する。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、画像形成装置に用いられるベルトの位置決めの改良に関する。
電子写真方式の画像形成装置においては、記録シートの搬送のためにベルトユニットが用いられることがある。このベルトユニットは、感光体ドラムに対面して設けられ、ベルトユニットにより搬送されている記録シートに感光体ドラムからトナー像が転写されるようになっている(特許文献1)。また、記録シートに形成するトナー像を一時的に保持するベルトである中間転写ベルトが用いられる場合にも、ベルトユニットには感光体ドラムが対面して配置される。
そして、これらのベルトユニットは、記録シートに対して正確な位置でトナー像を形成し、また、カラー印刷の場合には色ずれなどを起こさないようにするため、装置本体に対し正確に位置決めされる必要がある。例えば、特許文献1に記載の画像形成装置においては、ベルトが巻き掛けられたローラの軸受をフレームの位置決め部(前面部60C)に押し当てることで、ベルトの移動方向についての位置を規定している。
特開2007−057952号公報
しかしながら、特許文献1の画像形成装置では、ベルトや感光体ドラムの動作タイミングや周速の設定によっては、感光体ドラムからベルトユニットにベルトを移動させようとする力が働くことがある。同文献の装置においては、この力がベルトユニットの軸受を前面部60Cから引き離そうとする方向に働くため、ベルトユニットのベルトの移動方向についての位置が不安定になるおそれがあった。
そこで、本発明は、ベルトユニットのベルトの移動方向についての位置を安定させた画像形成装置を提供することを目的とする。
前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、駆動ローラ、従動ローラ、前記駆動ローラと同軸に設けられた駆動ローラギヤ、ならびに、前記駆動ローラおよび前記従動ローラの間で掛け渡されたベルトを有するベルトユニットと、前記駆動ローラギヤに係合して前記駆動ローラに駆動力を伝達するベルト駆動ギヤと、前記ベルトに接触しつつ回転する感光体ドラムと、装置本体に設けられ、前記ベルトユニットの一部と接触して前記ベルトの移動方向に関しての前記ベルトユニットの位置を決める位置決め部とを備え、前記位置決め部は、前記感光体ドラムが前記ベルトユニットを押す力を受け止める向きで前記ベルトユニットの一部と接触し、前記ベルト駆動ギヤは、前記駆動ローラギヤを介して前記ベルトユニットを押す力が前記ベルトユニットを前記位置決め部に押し付けるような配置で前記駆動ローラギヤと係合していることを特徴とする。
このような画像形成装置によれば、位置決め部が感光体ドラムがベルトユニットを押す力を受け止める向きでベルトユニットと接触するため、仮に感光体ドラムがベルトユニットを押す場合があったとしても、ベルトユニットのベルトの移動方向についての位置は位置決め部材により規制されたままである。すなわち、ベルトユニットの位置が安定する。なお、ここでのベルトは、記録シートを搬送するベルトの場合と、中間転写ベルトの場合とがあり、記録シートを搬送するベルトの場合には、感光体ドラムは記録シートを介してベルトユニットを押すことになる。
また、上記の画像形成装置によれば、ベルト駆動ギヤが駆動ローラギヤを押す力も、ベルトユニットを位置決め部に押し付ける成分を有するので、駆動ローラギヤがベルトユニットを押す力によってベルトユニットの位置が不安定になることがない。
本発明の画像形成装置によれば、感光体ドラムおよびベルト駆動ギヤがベルトに与える力がベルトユニットを位置決め部材に押し当てるように働くので、ベルトユニットの位置を安定させることができる。
一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 ベルトユニット周辺を拡大した側面図である。 ベルトユニット周辺を拡大した平面図である。 ベルト駆動ギヤの望ましい配置を説明する図である。 装置本体へのベルトユニットの取付過程を説明する図である。 ベルトクリーナの構成とベルト駆動ギヤの配置を変更した形態を示す図である。
次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向はカラープリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図1における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図1における上下方向を「上下」とする。
<カラープリンタの概略構成>
図1に示すように、カラープリンタ1は、装置本体の一部を構成する本体筐体10内に、用紙Pを供給する給紙部2と、供給された用紙Pに画像を形成する画像形成部3と、画像が形成された用紙Pを排出する排紙部4とを主に備えている。
給紙部2は、本体筐体10内の下部に設けられ、用紙Pを収容する給紙トレイ21と、給紙トレイ21から用紙Pを画像形成部3に供給する用紙供給機構22とを主に備えている。給紙トレイ21内の用紙Pは、用紙供給機構22によって1枚ずつ分離されて画像形成部3に供給される。
画像形成部3は、露光ユニット30と、画像形成ユニット40と、ベルトユニット50と、ベルトクリーナ60と、定着ユニット70とから主に構成されている。
露光ユニット30は、本体筐体10内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応してレーザ発光部から出射されたレーザ光は、ポリゴンミラーや反射鏡で反射し、レンズを通過して、各感光体ドラム43の表面上に高速走査にて照射される。
画像形成ユニット40は、給紙部2と露光ユニット30との間に配置され、4つのプロセスユニット41と、4つのプロセスユニット41を前後に並んだ状態で支持する支持部材42とを主に備えている。
プロセスユニット41は、感光体ドラム43と、帯電器44と、現像カートリッジ45とを主に備えている。現像カートリッジ45は、現像ローラ46と、符号を省略して示す供給ローラ、層厚規制ブレードおよびトナー収容部とを主に備えている。
ベルトユニット50は、給紙部2と画像形成ユニット40との間に設けられ、駆動ローラ51と、従動ローラ52と、駆動ローラ51および従動ローラ52の間に掛け渡されたベルトの一例としての無端状の搬送ベルト53と、4つの転写ローラ54とを主に備えている。搬送ベルト53は、外側の面が各感光体ドラム43に接しており、内側には各転写ローラ54が各感光体ドラム43との間で搬送ベルト53を挟持するように配置されている。なお、ベルトユニット50は、本体筐体10に対して着脱可能に構成されている。
定着ユニット70は、画像形成ユニット40およびベルトユニット50の後方に設けられ、加熱ローラ71と、加熱ローラ71と対向配置されて加熱ローラ71を押圧する加圧ローラ72とを備えている。
画像形成部3では、感光体ドラム43の表面が帯電器44により一様に帯電された後、露光ユニット30からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム43上に静電潜像が形成される。また、トナー収容部内のトナーは、供給ローラを介して現像ローラ46に供給され、現像ローラ46と層厚規制ブレードとの間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ46上に担持される。
現像ローラ46上に担持されたトナーは、現像ローラ46から感光体ドラム43上の静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化されて感光体ドラム43上にトナー像が形成される。その後、搬送ベルト53上に供給された用紙Pが、感光体ドラム43と搬送ベルト53(転写ローラ54)の間を搬送されることで、各感光体ドラム43上に形成されたトナー像が用紙P上に順次重ね合わせて転写される。そして、用紙Pが加熱ローラ71と加圧ローラ72の間を搬送されることで、用紙P上に転写されたトナー像が熱定着される。
排紙部4は、定着ユニット70の出口から上方に向かって延び、前方に方向転換するように形成された排紙経路81と、用紙Pを搬送する複数の搬送ローラ82とを主に備えている。トナー像が熱定着された用紙Pは、搬送ローラ82によって排紙経路81を搬送され、本体筐体10の上部に設けられた排紙トレイ12上に排出される。
本体筐体10の前側の側壁は開閉可能なフロントカバー11であり、フロントカバー11を開けることで画像形成ユニット40およびベルトユニット50を本体筐体10の外部へ取り出すことが可能となっている。
<ベルトユニット周辺の詳細構成>
次に、図2および図3を参照してベルトユニット50周辺の詳細構造について説明する。搬送ベルト53は、前記したように駆動ローラ51と従動ローラ52との間で掛け渡されており、上側で張られたベルト(「上ベルト53A」とする。)は、その外側(上側)の面が各感光体ドラム43と接触している。なお、印刷時には、感光体ドラム43は用紙Pを挟んで搬送ベルト53と接触している。
ここで、本発明において、搬送ベルト53の「移動方向」というときは、上ベルト53Aが移動する前後の方向を指し、搬送ベルト53の「進行方向」というときは、上ベルト53Aまたは下側で張られたベルト(「下ベルト53B」とする。)が実際に進む方向を指すこととして両者を区別する。すなわち、移動方向に関しての位置とは、前後方向の位置を意味し、上ベルト53Aの進行方向は、本実施形態において後方向きであり、下ベルト53Bの進行方向は本実施形態において前方向きである。
用紙Pを後方へ搬送するため、上ベルト53Aは後方へ進行し、感光体ドラム43は、図2において時計回りに回転している。すなわち、感光体ドラム43が上ベルト53Aと接触する部分は上ベルト53Aと同様に、後方へ向けて進行する。感光体ドラム43の周速(周回する表面の移動速度)と搬送ベルト53の周速とは、ほぼ同じに設定されている。厳密には、感光体ドラム43の周速を搬送ベルト53の周速よりも僅かに小さくしてもよいし、感光体ドラム43の周速を搬送ベルト53の周速よりも僅かに大きくしてもよい。感光体ドラム43の周速が搬送ベルト53の周速より大きい場合には、感光体ドラム43がベルトユニット50を後方へ向けて押し動かそうとする力が働くので、後述するように本発明の効果を有効に利用するのには望ましい。
駆動ローラ51と従動ローラ52とは、それぞれフレーム55により軸受51A,52Aを介して回転可能に支持されている。搬送ベルト53に適度な張力を付与するため、公知のように、駆動ローラ51と従動ローラ52とは互いに離れるようにバネにより付勢されている(図示せず)。そのため、従動ローラ52は、前後方向に多少移動できるようにフレーム55に支持されている。
駆動ローラ51の軸受51Aおよび軸51Bは左右両側に突出している。装置本体には、搬送ベルト53の左右両側に位置決め部の一例としての位置決めレール92が設けられている。位置決めレール92は、前後に水平に延びるガイドの一例としてのレール部92Aと当該レール部92Aの後端から上方に延びる突当部92Bとを有している。突当部92Bの前側の面は、鉛直に延びる平面で形成されており、感光体ドラム43がベルトユニット50を押す力、つまり後方へ押す力を受け止める向きとなっている。軸受51Aは、位置決めレール92に届く長さで形成されている。
フレーム55には、前寄りの位置に左右外側に突出するロックピン55Aが設けられている。左右のロックピン55Aの前側には、駆動ローラ51と平行な軸93C回りに揺動可能なロック部材93が装置本体に支持されている。ロック部材93は、上方に延びる第1アーム93Aと、下方に延びる第2アーム93Bを有し、第2アーム93Bは、バネ94の一端と係合している。バネ94の他端は装置本体に係止され、バネ94により、第2アーム93Bは常時前方に、第1アーム93Aは常時後方に付勢されている。第1アーム93Aは装着されたベルトユニット50のロックピン55Aに当接するように配置されて、常時ベルトユニット50を後方に付勢する。第1アーム93Aの上端面93Dは、後方に行くにつれ下方に行く傾斜面となっており、ベルトユニット50を装置本体に装着するときに、上方から降りてくるロックピン55Aと当接して第1アーム93Aを前方へ逃がすことが出来るようになっている。なお、軸受52Aは、装置本体に設けられた支持台95に載って上下方向の位置が規定されている。
このような構成のため、カラープリンタ1が作動していないときにおいて、ロックピン55Aは第1アーム93Aにより後方に押され、ベルトユニット50は全体として後方に付勢され、軸受51Aが位置決めレール92の突当部92Bに当接している。これによりベルトユニット50は搬送ベルト53の移動方向に位置決めされている。
駆動ローラ51の軸51Bの一端(左端)には、駆動ローラ51と同軸に駆動ローラギヤ51Cが設けられている。駆動ローラギヤ51Cには、後上方においてベルト駆動ギヤ91が係合している。ベルト駆動ギヤ91は、装置本体に回転可能に支持され、図示しないモータからの動力を受けて図2における時計回りに回転するようになっている。このため、ベルト駆動ギヤ91に係合している駆動ローラギヤ51Cは、図2における反時計回りに回転し、駆動ローラ51および搬送ベルト53を反時計回りに回転させる。
ベルトユニット50の前端には、フレーム55に固定されたハンドル57が設けられている。ハンドル57は、ベルトユニット50を装置本体から着脱するのに把持される部分である。
ベルトユニット50の下、言い換えるとベルトユニット50の感光体ドラム43とは反対側には、ベルトクリーナ60が配置されている。ベルトクリーナ60は、クリーニングローラ61、回収ローラ62、ブレード63および回収ボックス64を有する。
クリーニングローラ61は、駆動ローラ51と平行な軸回りに回転するローラであり、感光体ドラム43とは逆に図2における反時計回りに回転して下ベルト53Bの表面と摺接するように配置されている。クリーニングローラ61は、下ベルト53Bと摺接することで、搬送ベルト53の表面の残トナーや紙粉を掻き取るようになっている。なお、下ベルト52Bを挟んでクリーニングローラ61の反対側には、クリーニングローラ61と下ベルト52Bとの接触圧を与えるバックアップローラ56がベルトユニット50の一部として設けられている。
回収ローラ62は、クリーニングローラ61の下方でクリーニングローラ61と接して図2における時計回りに回転するローラでありクリーニングローラ61に付着したトナーなどを除去するものである。
ブレード63は、その先端が回収ローラ62と摺接するように配置され、回収ローラ62の表面のトナーなどを回収ボックス64内に掻き落とす。
図4を参照してベルト駆動ギヤ91の望ましい配置について説明すると、ベルト駆動ギヤ91は、側面視において、駆動ローラギヤ51Cの中心O1からベルト駆動ギヤ91の中心O2に向かう方向と上ベルト53A(感光体ドラム43に接するベルト)の進行方向とのなす角βが、ベルト駆動ギヤ91の圧力角αより大きい(β>α)という関係を有するように配置される。このような場合には、ベルト駆動ギヤ91が駆動ローラギヤ51Cを押す力F、つまり、ベルトユニット50を押す力が、ベルトユニット50の軸受51Aを突当部92Bに押し付けるからである。さらに詳しく言えば、この力Fは、前後方向に関して突当部92に向かう成分(図4における左向きの成分)を有している。
次に、以上のように構成された画像形成装置におけるベルトユニット50の装着操作および動作について説明する。
ベルトユニット50を装置本体に装着する場合、図5(a)に示すように、フロントカバー11を開放し、画像形成ユニット40を装置本体外に取り外した状態で駆動ローラ51側を先頭にしてベルトユニット50を装置本体内に挿入する。このとき、ハンドル57に対して先頭側の駆動ローラ51をやや下げた状態で挿入する。そして、駆動ローラ51の軸受51Aを位置決めレール92のレール部92Aに載せて、図5(b)に示すように軸受51Aをレール部92Aの上で後方に滑らせて、軸受51Aが突当部92Bに当たるまでスライド移動させる。
軸受51Aが突当部92Bに当たった後は、ハンドル57を下方に下ろしていき、図5(c)に示すように、ロックピン55Aをロック部材93の上端面93Dに当てて第1アーム93Aを前方へ押し広げる。軸受52Aが支持台95に当たるまでハンドル57を下ろすと、ベルトユニット50の上下位置が定まる。また、バネ94がロック部材93の第2アーム93Bを前方に引くことで第1アーム93Aがロックピン55Aを後方へ押して、軸受51Aが突当部92Bと隙間無く当接してベルトユニット50の前後位置が定まる。
画像形成ユニット40を装置本体に装着して印刷を開始すると、感光体ドラム43、ベルト駆動ギヤ91およびクリーニングローラ61が回転する。感光体ドラム43が搬送ベルト53よりも早いタイミングで動き始めた場合や、感光体ドラム43の周速が搬送ベルト53の周速よりも大きい場合には、感光体ドラム43が用紙Pを介して上ベルト53Aを後方へ押す。この力は、従来技術と異なり、軸受51Aを突当部92Bに押し当てるように働く。そのため、感光体ドラム43の作動によってベルトユニット50の前後方向の位置が不安定になることは無く、むしろ、位置がしっかりと定まる。
そして、ベルト駆動ギヤ91が駆動ローラギヤ51Cを押す方向は後ろ斜め下方であり、この力も軸受51Aをレール部92Aおよび突当部92Bに押し付ける。したがって、ベルト駆動ギヤ91の作動によっても、ベルトユニット50の上下方向および前後方向の位置は不安定になることが無く、むしろ安定することになる。
また、クリーニングローラ61が回転したとき、クリーニングローラ61は、下ベルト53Bを後方に押すことでベルトユニット50全体を後方に押す。この力も、軸受51Aを突当部92Bに押し当てることでベルトユニット50の前後方向の位置を安定させる。
このように、本実施形態のカラープリンタ1によれば、感光体ドラム43、ベルト駆動ギヤ91およびクリーニングローラ61がベルトユニット50に与える力が、いずれも軸受51Aを突当部92Bに押し付けるように働くので、ベルトユニット50の前後方向の位置が安定し、用紙Pに対する印字位置が正確になるとともに、色ずれも良好に抑えられる。特に、感光体ドラム43の周速が搬送ベルト53の周速よりも大きい場合には、感光体ドラム43が常時ベルトユニット50を付勢するので、ベルトユニット50の前後方向の位置を安定させる効果が高い。
そして、本実施形態では、回転駆動により大きな力がかかる駆動ローラ51の軸受51Aが突当部92Bと当接して位置決めされるので、ベルトユニット50の撓みがベルトユニット50の位置に影響しにくく、位置精度を良好に保つことができる。
また、前後に延びるレール部92Aがあることにより、軸受51Aを突当部92Bまで移動させやすく、ベルトユニット50の装置本体への装着性が良好である。
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。例えば、前記実施形態においては、駆動ローラ51の軸受51Aを突当部92Bに接触させてベルトユニット50の前後方向の位置決めをしていたが、軸51Bを突当部92Bに接触させてもよい。
また、前記実施形態においては、搬送ベルト53を駆動する力により上ベルト53Aに張力を与えるべく、後側に駆動ローラ51を設け、前側に従動ローラ52を設けたが、図6に示すように、前側に駆動ローラ151を設け、後側に従動ローラ152を設けてもよい。この場合、駆動ローラ151と同軸に設けられる駆動ローラギヤ151Cには、例えば上方かつ前方でベルト駆動ギヤ91を係合させることで、ベルト駆動ギヤ91が駆動ローラギヤ151Cを介してベルトユニット150を押す力が、従動ローラ152の軸受152Aを突当部92Bに押し付ける成分を有するように構成するとよい。
また、ベルトクリーナ60は、前記した実施形態のようにクリーニングローラ61を用いる場合に限られず、下ベルト53Bに接触するブレード161を有するベルトクリーナ160を採用してもよい。
前記実施形態においては、ベルトの一例として用紙Pを搬送する搬送ベルト53を示したが、ベルトは、感光体ドラム43から一時的にトナー像が転写される中間転写ベルトであってもよい。
また、前記実施形態では、画像形成装置の一例としてカラープリンタ1を示したが、本発明は、モノクロプリンタや、コピー機、複合機などにも同様に適用することができる。
1 カラープリンタ
10 本体筐体
40 画像形成ユニット
41 プロセスユニット
43 感光体ドラム
50 ベルトユニット
51 駆動ローラ
51A 軸受
51B 軸
51C 駆動ローラギヤ
52 従動ローラ
52A 軸受
53 搬送ベルト
53A 上ベルト
53B 下ベルト
54 転写ローラ
55 フレーム
55A ロックピン
57 ハンドル
60 ベルトクリーナ
61 クリーニングローラ
91 ベルト駆動ギヤ
92 位置決めレール
92A レール部
92B 突当部
93 ロック部材
93A 第1アーム
93B 第2アーム
95 支持台
160 ベルトクリーナ
161 ブレード

Claims (6)

  1. 駆動ローラ、従動ローラ、前記駆動ローラと同軸に設けられた駆動ローラギヤ、ならびに、前記駆動ローラおよび前記従動ローラの間で掛け渡されたベルトを有するベルトユニットと、
    前記駆動ローラギヤに係合して前記駆動ローラに駆動力を伝達するベルト駆動ギヤと、
    前記ベルトに接触しつつ回転する感光体ドラムと、
    装置本体に設けられ、前記ベルトユニットの一部と接触して前記ベルトの移動方向に関しての前記ベルトユニットの位置を決める位置決め部とを備え、
    前記位置決め部は、前記感光体ドラムが前記ベルトユニットを押す力を受け止める向きで前記ベルトユニットの一部と接触し、前記ベルト駆動ギヤは、前記駆動ローラギヤを介して前記ベルトユニットを押す力が前記ベルトユニットを前記位置決め部に押し付けるような配置で前記駆動ローラギヤと係合していることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記ベルトの表面に接触して前記ベルトを清掃するベルトクリーナが、前記感光体ドラムと反対側において前記ベルトと接触していることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記ベルトクリーナは回転しながら前記ベルトに接触するクリーニングローラであり、当該クリーニングローラは前記感光体ドラムと反対向きに回転することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記感光体ドラムの周速は、前記ベルトの周速より大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記位置決め部は、前記駆動ローラの軸または軸受と当接して前記ベルトユニットの位置決めをすることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記ベルトユニットは、前記装置本体に対し着脱可能に構成され、
    前記ベルトユニットを装置本体に装着する際に、前記駆動ローラの軸または軸受を前記ベルトの移動方向にスライド移動させるように案内するガイドをさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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