JP2020095124A - 画像形成装置及びローラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】交換作業によるローラ部材の汚染や損傷を防ぐ。【解決手段】ローラ部材（８５）は装置本体に対して着脱可能である。ローラ部材には、シート材（９０）が巻き付けられる。シート材を巻き付けられたローラ部材が装置本体に装着された後、ローラ部材が回転を開始した際に、シート材をローラ部材から剥がす剥がし手段（８８）が設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置、及び画像形成装置等に装着されるローラユニットに関する。

電子写真式の画像形成装置は、像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する転写ローラを始めとするローラ部材を備えている。このようなローラ部材は、使用期間の増加に伴う性能低下への対処として新品への交換を可能とするため、装置本体に対して着脱可能に構成される場合がある。例えば、特許文献１には、転写ローラと、転写ローラのシャフトを軸支する軸受け部材とを、装置本体に着脱可能なローラユニットとした構成が記載されている。

特開２００６−７２３９５号公報

しかしながら、上記文献に記載のローラユニットは交換用の転写ローラの表面が露出しているため、ローラユニットの取り付け作業を行う際に、転写ローラに作業者の手が触れるなどしてローラ表面が汚染され、又は損傷する可能性があった。

そこで、本発明は、交換作業によるローラ部材の汚染や損傷を防ぐことが可能な画像形成装置及びローラユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、装置本体と、前記装置本体に対して着脱可能なローラ部材と、前記ローラ部材に巻き付けられたシート材と、前記シート材を巻き付けられた前記ローラ部材が前記装置本体に装着された後、前記ローラ部材が回転を開始した際に、前記シート材を前記ローラ部材から剥がす剥がし手段と、を備えた、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の他の一態様は、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なローラユニットであって、ローラ部材と、前記ローラ部材に巻き付けられたシート材と、前記シート材を巻き付けられた前記ローラ部材が前記装置本体に装着された後、前記ローラ部材が回転を開始した際に、前記シート材を前記ローラ部材から剥がす剥がし手段と、を備えた、ことを特徴とするローラユニットである。

本発明によれば、交換作業によるローラ部材の汚染や損傷を防ぐことができる。

本開示の実施形態に係る画像形成装置の概略図。 図１の一部を拡大した拡大図。 ローラユニットが装着された搬送ガイドを示す斜視図。 搬送ガイドから取り外されたローラユニットの斜視図。 実施例１に係るローラユニットの新品の状態を示す斜視図。 実施例１に係るローラユニットの断面図。 実施例２に係るローラユニットの断面図。

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。

以下の説明において、画像形成装置とは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、及び複合機を含み、外部ＰＣから入力された画像情報や原稿から読取った画像情報に基づいて、記録媒体として用いられるシートに画像を形成する装置を指すものとする。また、画像形成装置は、画像形成機能を有する本体に加えて、オプションフィーダ、画像読取装置、シート処理装置等の付属機器が連結される場合があるが、このような付属機器が連結されたシステム全体も画像形成装置の一種である。

図１は、本実施形態における画像形成装置１の概略図であり、図２はその一部を拡大した拡大図である。画像形成装置１は、記録媒体として用いられるシートＰに画像を形成して出力する電子写真方式のフルカラーレーザープリンタである。シートＰとしては、普通紙及び封筒等の紙、光沢紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、並びに布等を用いることができる。

画像形成装置１の装置本体１００には、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックのトナー像を形成する４つの画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ及び中間転写ベルト２１を備えた画像形成エンジン１０が収容されている。画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、ドラム状の感光体である感光ドラム１１を有し、感光ドラム１１にトナー像を形成する。感光ドラム１１に形成されたトナー像は、像担持体の一種である中間転写ベルト２１に担持された後、中間転写ベルト２１からシートＰに転写される。

画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、現像に用いるトナーの色が異なる以外は同様に構成されるため、イエローの画像形成部ＰＹを例に画像形成部の構成及びトナー像の形成プロセス（画像形成動作）について説明する。画像形成部ＰＹは、感光ドラム１１の他に、帯電手段としての帯電ローラ１２、露光手段としての露光装置１３Ｙ、現像手段としての現像装置１４、及びドラムクリーナを有する。感光ドラム１１は、外周部に感光層を有するドラム状の感光体であり、中間転写ベルト２１の回転方向Ｒ１に沿った方向に回転する。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１の表面を一様に帯電させ、露光装置１３Ｙは、画像情報に応じて変調されたレーザ光を感光ドラム１１に照射して感光ドラム１１の表面に静電潜像を書き込む画像書き込み動作を行う。現像装置１４は、トナーを含む現像剤を収容し、感光ドラム１１にトナーを供給することで静電潜像をトナー像に現像する。感光ドラム１１に形成されたトナー像は、一次転写装置である一次転写ローラ２５によって中間転写ベルト２１に一次転写される。転写後に感光ドラム１１に残留した残トナーは、ドラムクリーナによって除去される。

中間転写ベルト２１は、二次転写内ローラ２２、張架ローラ２３、テンションローラ２４、及び一次転写ローラ２５に巻き掛けられ、図中反時計回り方向（Ｒ１）に回転駆動される。上述の画像形成動作は各画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおいて並行して進められ、４色のトナー像が互いに重なるように多重転写されることで、中間転写ベルト２１にフルカラーのトナー像が形成される。このトナー像は、中間転写ベルト２１に担持されて、二次転写ローラ８５と二次転写内ローラ２２によって構成される二次転写部２０に搬送される。転写手段としての二次転写ローラ８５にトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧が印加されると、中間転写ベルト２１に担持されたトナー像がシートＰに二次転写される。転写後に中間転写ベルト２１に残留した残トナーは、ベルトクリーナ２６によって除去される。

トナー像を転写されたシートＰは、シート搬送路２９を介して定着装置５０へと受け渡される。定着装置５０は、シートＰを挟持して搬送する定着ローラ対５１と、ハロゲンヒータ等の熱源とを有し、シートＰに担持されたトナー像に圧力及び熱を加える。これにより、トナー粒子が溶融・固着して、シートＰに定着した定着画像が得られる。

次に、画像形成装置１によるシートの搬送動作について説明する。給送カセット３１，３２は、シートＰを収納し、装置本体１００に引抜可能に装着される。給送カセット３１，３２に収納されたシートＰは、給送ユニット４０によって１枚ずつ給送される。給送ユニット４０は、シートＰを給送カセット３１，３２から送り出すピックアップローラ４０ａと、ピックアップローラ４０ａからシートＰを受取って搬送する給送ローラ４０ｂとを備える。また、給送ユニット４０は、給送ローラ４０ｂによって搬送されるシートＰを他のシートＰから分離する分離ローラ４０ｃを備える。なお、給送ユニット４０はシートＰを給送する給送手段の一例であり、吸引ファンによってベルト部材にシートＰを吸着して搬送するベルト方式や、パッドを用いた摩擦分離方式の給送手段を用いてもよい。また、装置本体１００の側部に設けられた手差しトレイ３３に対してユーザは直接シートＰをセット可能であり、手差しトレイ３３にセットされたシートＰは給送ユニットによって給送される。

給送ユニット４０から送り出されたシートＰは、プレレジストレーションローラ対（以下、プレレジローラ対とする）４１を介してレジストレーションローラ対（以下、レジローラ対とする）４２に搬送される。レジストレーション手段の一例であるレジローラ対４２は、シートＰの前端、つまりシートの搬送方向における下流端に当接することでシートＰの斜行を補正する。その後、レジローラ対４２は画像形成部ＰＹ〜ＰＫによる画像形成動作の進行度に合わせたタイミングでシートＰを二次転写部に送り込む。二次転写部においてトナー像を転写され、定着装置５０によって画像の定着が行われたシートＰはシートＰの搬送経路を切換可能な切換部材６４に向けて搬送される。

シートＰに対する画像形成が完了している場合には、第１面（表面）に画像を形成されたシートＰは排出ローラ対６２によって第１排出トレイ６７に排出される。シートＰの第２面（裏面）に画像を形成する場合、シートＰは切換部材６４によって搬送ローラ対６３を介して反転搬送部７０に受け渡される。反転搬送部７０は、シートＰを反転搬送（スイッチバック）する反転ローラ対７１と、反転ローラ対７１によってスイッチバックされたシートＰをレジローラ対４２へ向けて案内する両面パス７９とを備える。反転ローラ対７１は、シートＰを所定距離搬送した後、逆方向にシートＰを搬送することで、シートＰを両面パス７９に送り込む。両面パス７９には、複数の搬送ローラ対７２，７３，７４が配置され、シートＰを再びレジローラ対４２へ向けて搬送する。そして、二次転写部２０及び定着装置５０を通過することで第２面に画像を形成されたシートＰは、排出ローラ対６２によって第１排出トレイ６７に排出される。なお、片面又は両面に対する画像形成が完了したシートを第１排出トレイ６７に排出せずに、反転ローラ対７１によって第２排出トレイ６８に排出することも可能である。

上記画像形成エンジン１０は画像形成手段の一例であり、例えば、感光体に形成したトナー像を転写部においてシートに直接転写する直接転写方式であってもよい。また、画像形成手段の構成は、インクジェット方式やオフセット印刷方式であってもよい。

上記画像形成装置１において、使用期間の増加に伴う二次転写ローラ８５の劣化に対応するため、二次転写ローラ８５は装置本体１００に対して着脱可能に構成される。二次転写ローラ８５の劣化とは、例えば、シート又は中間転写ベルト２１から転移した付着物による電気的性質の変化や、ローラ外周部の摩耗による搬送能力の低下等を指す。二次転写ローラ８５は、好ましくは劣化が成果物の品質低下やシート詰まり等として顕在化する前に、作業者によって新品のローラへと交換される。本実施例では、エンジニアだけでなくユーザもローラの交換作業を容易に行うことができるように構成されている。

以下、二次転写ローラ８５（以下、単に『転写ローラ』とする）の交換に関する構成を図３〜図５を用いて説明する。図３は転写ローラ８５を有するローラユニット８０が装着された状態の搬送ガイドの斜視図であり、図４は装置本体１００から取り外したローラユニット８０の斜視図である。図５は装置本体１００に装着される前のローラユニット８０を示す斜視図であり、図６はその断面図である。

図３に示すように、本実施例のローラ部材である転写ローラ８５は、ローラ部材を回転可能に保持する保持部材としてのローラホルダ８２と共に、ローラユニット８０として装置本体１００に対して着脱される。ローラユニット８０は、装置本体１００に設けられた搬送ガイド１０５に取り付けられる。搬送ガイド１０５は装置本体１００の枠体に対して移動可能であり、例えば装置本体１００の右扉１００Ｒ（図２参照）を開いた状態で搬送ガイド１０５を図２の右方へ引き出すことで、作業者がローラユニット８０にアクセス可能な状態となる。搬送ガイド１０５には、転写ローラ８５の他に、レジローラ対４２や、二次転写部２０から定着装置５０へ向かうシート搬送路２９（図１参照）を構成するガイド面２９ａが設けられている。

図４に示すように、転写ローラ８５のローラ軸８５ａは、軸方向（装置本体１００の前後方向）における両端部をローラホルダ８２の軸受部８６，８６によって回転可能に支持されている。作業者は、ローラホルダ８２を把持して搬送ガイド１０５の係合部に対して係合及び離脱させることで、ローラユニット８０を搬送ガイド１０５に対して取り付け及び取り外しすることができる。

ここで、図５に示すように、新品のローラユニット８０には、転写ローラ８５の外周に汚染防止シート９０が巻き付けられている。仮に、使用前の二次転写ローラ８５に異物（例えば、作業者の皮脂）が付着して二次転写ローラ８５の電気的性質が局所的に変化すると、二次転写部２０において転写されたトナー像の濃度のムラ（転写ムラ）が発生する可能性がある。また、汚染された二次転写ローラ８５から記録材に異物が転移して成果物の裏面が汚れたり、両面印刷における裏面の画像の画質低下が生じたりする可能性がある。汚染防止シート９０は、使用前の転写ローラ８５の表面を物理的及び化学的に保護し、異物の付着やローラ表面のダメージを防ぐ機能を有するシート材である。

図６は新品のローラユニット８０を軸方向に垂直な平面で切断した断面図である。汚染防止シート９０には、転写ローラ８５の外周面８５ｂを覆う第一部９３（本実施例の第１の部分）と、転写ローラ８５の周方向における第一部９３の端部から延びる第二部９４（本実施例の第２の部分）がある。

第一部９３は、筒状に丸められた状態で、互いに重なった部分を接着剤で固定され、周方向における外周面８５ｂの略全体を覆っている。ただし、接着剤による固定の程度は、後述の分離爪８８によって剥がせる程度に弱いものとする。第二部９４は、転写ローラ８５の回転方向Ｒ１における第一部９３の下流側の端部に繋がっている。ただし、転写ローラ８５の回転方向Ｒ１とは、二次転写部２０におけるシート搬送方向に沿って転写ローラ８５が回転する場合の回転方向（つまり図中時計回り方向）を指す。また、第二部９４は、第一部９３が描く円周の半径よりも緩く湾曲するか、又は略直線状となるように構成され、軸方向から見て転写ローラ８５の径方向外側に向かって外周面から遠ざかるように延びている。

汚染防止シート９０を構成する材料としては、画像形成装置１の記録材として使用可能なシート材料又はこれに近い材質を有するものを用いることができる。特に、シートの曲げ剛性に関して、使用可能な記録材の中で最も剛性が低いものより高い剛性を有していると好適である。具体的なシート材料の例としては、厚さ６０μｍ程度の薄紙や、ＯＨＰシートとしても用いられる厚さ１００μｍ程度のポリエステルシートが挙げられる。第一部９３と第二部９４を同一のシート材料から成形してもよく、別個のシート材料から切り出したシート片を接着してもよい。

ローラホルダ８２には、本実施例の剥がし手段である複数の分離爪８８が設けられている。分離爪８８は、軸方向から見て転写ローラ８５の外側からローラの外周面８５ｂに向かって延びる突起であり、軸方向における複数の位置に略等間隔に配置されている（図４参照）。分離爪８８が汚染防止シート９０の第二部９４と係合する部分は、転写ローラ８５が回転方向Ｒ１に回転する場合に汚染防止シート９０の第二部９４に食い込むように傾斜している。言い換えると、分離爪８８の係合面は、転写ローラ８５に近付くほど、爪に対向する位置における転写ローラ８５の接線に沿った方向に関して転写ローラ８５の回転方向Ｒ１における上流側（図中左側）に向かうように傾斜している。

新品のローラユニット８０が搬送ガイド１０５に装着された後、画像形成装置１の電源が投入されると、転写ローラ８５は回転方向Ｒ１に回転駆動される。すると、汚染防止シート９０の第二部９４が分離爪８８に当接し、転写ローラ８５の外周面から離間する方向の力を受ける。そして、転写ローラ８５の回転に伴って、分離爪８８が第一部９３とローラ外周面との間に割り込むようにして第一部９３を転写ローラ８５から引き剥がす。

分離爪８８は、転写ローラ８５から剥がれた汚染防止シート９０を、シート搬送路２９（図１参照）に案内することが可能な位置に設けられている。従って、転写ローラ８５から剥がされた汚染防止シート９０は、記録材としてのシートＰと同じ搬送経路で搬送され、第１排出トレイ６７又は第２排出トレイ６８に排出される。

以上説明した通り、本実施例のローラ部材である転写ローラ８５には、シート材の例である汚染防止シート９０が巻き付けられている。そして、装置本体への装着後、最初に転写ローラ８５が回転を開始した際に、剥がし手段としての分離爪８８によって剥がされる。これにより、交換作業による転写ローラ８５の汚染や損傷を防ぐことができ、交換後の画像形成動作において高い品質の成果物が得られる。

また、汚染防止シート９０を剥がす工程が自動化されているため、汚染防止シート９０が無い場合と比べたときの作業工数の増加は抑えられる。さらに、剥がされた汚染防止シート９０が装置本体１００の外部に自動的に排出される構成としたため、例えば剥がされた汚染防止シート９０を収納するスペースを装置本体内に用意する構成に比べて装置の小型化及び簡素化が可能である。

次に、実施例２に係るローラユニットについて、図７を用いて説明する。本実施例のローラユニット８０は、汚染防止シート９０の構成が実施例１と異なっている。その他の、実施例１と同様の構成及び作用を有する要素には実施例１と共通の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、汚染防止シート９０は、転写ローラ８５の外周面８５ｂを覆う第一部９３と、周方向における第一部９３の一方の端部に繋がった第二部９４とを有する。これに加えて、本実施例の汚染防止シート９０は、周方向における第一部９３の他方の端部に繋がった第三部９５（本実施例の第３の部分）を有する。第二部９４は、第三部９５を包むように折り曲げられた状態で第三部９５に係合している。つまり、第二部９４及び第三部９５の機械的な結合によって、汚染防止シート９０が転写ローラ８５に巻き付いた状態が維持される。

新品のローラユニット８０が搬送ガイド１０５に装着された後、画像形成装置１の電源が投入されると、転写ローラ８５は回転方向Ｒ１に回転駆動される。すると、汚染防止シート９０の第二部９４が分離爪８８に当接し、転写ローラ８５の回転に伴って、分離爪８８が第二部９４と第三部９５の係合を解除し、さらに第一部９３を転写ローラ８５から引き剥がす。そして、転写ローラ８５から剥がされた汚染防止シート９０は、シート搬送路２９（図１参照）を介して搬送され、装置本体１００の外部に排出される。

従って、本実施例の構成によっても、交換作業による転写ローラ８５の汚染や損傷を防ぐことができる。

（その他の実施形態）
上記実施例１，２では、剥がし手段の例としてローラホルダ８２に設けられた分離爪８８を挙げているが、他の構成を剥がし手段として用いることも可能である。例えば、ローラユニット８０に転写ローラ８５に連動して回転する軸部材を配置し、汚染防止シート９０の第二部９４を軸部材に接着しておくことで、転写ローラ８５の回転に伴って汚染防止シート９０が軸部材に巻き取られるようにしてもよい。これに代えて、ローラユニット８０が装置本体に装着された状態で、バネ部材の力で汚染防止シート９０を引っ張って転写ローラ８５から剥がすようにしてもよい。また、剥がし手段をローラユニット８０に設けずに、装置本体１００の一部として設けてもよい。また、剥がし手段によって剥がされた汚染防止シートが、記録材を搬送するための搬送路を介して排出される構成に代えて、装置本体１００の内部に設けた収納スペースに収納されるようにしてもよい。

上記実施例では、シート材で保護されるローラ部材の例として二次転写ローラ８５を挙げているが、本技術は画像形成装置に用いられる他のローラ部材（例えば、シートを搬送するための搬送ローラ）にも適用可能である。なお、直接転写方式の電子写真装置において、感光ドラム等の像担持体から記録材にトナー像を転写するローラ部材は、転写ローラの他の例である。

１…画像形成装置／２１…像担持体（中間転写ベルト）／２９…搬送路（シート搬送路）／８０…ローラユニット／８２…保持部材（ローラホルダ）／８５…ローラ部材、転写ローラ（二次転写ローラ）／８５ｂ…外周面／８８…剥がし手段、突起（分離爪）／９０…シート材（汚染防止シート）／９３…第１の部分（第一部）／９４…第２の部分（第二部）／９５…第３の部分（第三部）／１００…装置本体

Claims (13)

1. 装置本体と、
   前記装置本体に対して着脱可能なローラ部材と、
   前記ローラ部材に巻き付けられたシート材と、
   前記シート材を巻き付けられた前記ローラ部材が前記装置本体に装着された後、前記ローラ部材が回転を開始した際に、前記シート材を前記ローラ部材から剥がす剥がし手段と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記シート材は、前記ローラ部材の外周面を覆う第１の部分と、前記ローラ部材の周方向における前記第１の部分の一方の端部から、前記ローラ部材の径方向外側に向かって延びる第２の部分と、を有し、
   前記剥がし手段は、前記ローラ部材の回転に伴って前記第２の部分に当接する位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記シート材は、前記ローラ部材の周方向における前記第１の部分の他方の端部に繋がった第３の部分をさらに有し、前記ローラ部材の軸方向から見て、前記第２の部分が前記第３の部分を包むように折り曲げられており、
   前記剥がし手段は、前記ローラ部材の回転に伴って前記第２の部分を前記第３の部分から離脱させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記剥がし手段は、前記ローラ部材の軸方向から見て、前記ローラ部材の外側から前記ローラ部材の外周面に向かって延びる突起である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記剥がし手段は、前記ローラ部材を回転可能に保持する保持部材であって、前記ローラ部材と共に前記装置本体に着脱される保持部材に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 画像形成された記録材が搬送される搬送路をさらに備え、
   前記ローラ部材は、前記搬送路を通過する記録材に当接する部材であり、
   前記剥がし手段によって前記ローラ部材から剥がされた前記シート材が、前記搬送路を介して前記装置本体の外部に排出される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. トナー像を担持する像担持体をさらに備え、
   前記ローラ部材は、前記像担持体に当接して配置され、前記像担持体に形成されたトナー像を記録材に転写する転写ローラである、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置の装置本体に対して着脱可能なローラユニットであって、
   ローラ部材と、
   前記ローラ部材に巻き付けられたシート材と、
   前記シート材を巻き付けられた前記ローラ部材が前記装置本体に装着された後、前記ローラ部材が回転を開始した際に、前記シート材を前記ローラ部材から剥がす剥がし手段と、を備えた、
   ことを特徴とするローラユニット。
9. 前記シート材は、前記ローラ部材の外周面を覆う第１の部分と、前記ローラ部材の周方向における前記第１の部分の一方の端部から、前記ローラ部材の径方向外側に向かって延びる第２の部分と、を有し、
   前記剥がし手段は、前記ローラ部材の回転に伴って前記第２の部分に当接する位置に配置されている、
   ことを特徴とする請求項８に記載のローラユニット。
10. 前記シート材は、前記ローラ部材の周方向における前記第１の部分の他方の端部に繋がる第３の部分をさらに有し、前記ローラ部材の軸方向から見て、前記第２の部分が前記第３の部分を包むように折り曲げられており、
    前記剥がし手段は、前記ローラ部材の回転に伴って前記第２の部分を前記第３の部分から離脱させる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のローラユニット。
11. 前記剥がし手段は、前記ローラ部材の軸方向から見て、前記ローラ部材の外側から前記ローラ部材の外周面に向かって延びる突起である、
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のローラユニット。
12. 前記ローラ部材を回転可能に保持する保持部材をさらに備え、
    前記剥がし手段は、前記保持部材に設けられている、
    ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のローラユニット。
13. 前記ローラ部材は、ローラユニットが前記装置本体に装着された状態において前記画像形成装置が備える像担持体に当接するように配置され、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写する転写ローラである、
    ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載のローラユニット。

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