JP2023119739A - ベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットアームによる自動組み立て性を向上可能なベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法を提供する。【解決手段】ベルトユニットは、無端状のベルトと、複数の張架ローラーと、一対の側面フレームと、１つ以上のシャフトと、を備える。側面フレームは、張架ローラーの両端部を回転可能に支持する軸受孔と、シャフトの両端部が挿入される位置決め孔と、を備える。シャフトは、シャフトを保持する第１保持治具に係合する第１係合溝が形成されている。張架ローラーは、張架ローラーを保持する第２保持治具に係合する第２係合溝が形成されている。第１係合溝が第１保持治具に係合したとき、シャフトが対応する位置決め孔に対向配置されるとともに周方向の位相が規定され、第２係合溝が第２保持治具に係合したとき、張架ローラーが対応する軸受孔に対向配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置本体に装着されるベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法に関するものである。

従来、所定方向に回動される無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトに沿って設けられた複数の画像形成部とを備え、各画像形成部により中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせた後、記録媒体上に一度に転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。

上述したような中間転写方式の画像形成装置においては、装置本体の寿命よりも耐用年数の短い中間転写ベルトを定期的に交換する必要があった。そこで、中間転写ベルトを含む中間転写ユニット画像形成装置本体に対し着脱可能とする構成が広く用いられている。中間転写ユニットは、一対の側面フレームに支持された複数のローラーに中間転写ベルトを張架させた構成となっており、ローラーの一つがテンションローラーとして付勢手段により外向きに付勢されることで、ベルトに所定の張力が付与される。

このような中間転写ユニットでは、複数のローラーをフレームに組付ける際の組み立て作業性が悪いという問題点があった。そこで、中間転写ユニットの組み立て作業性を向上する技術が種々提案されており、例えば特許文献１には、一方のベルト駆動ローラーの軸が回転可能に支持され、且つモノクロ像転写用ローラーが収容された第１のハウジング枠と、他方のベルト駆動ローラーの軸が回転可能に支持され、且つカラートナー像転写用ローラーが収容された第２のハウジング枠とを備え、第１のハウジング枠と第２のハウジング枠とは、互いに旋回可能又はスライド可能に連結されている転写ベルトユニットが開示されている。

特開２００２－４０７５３号公報

中間転写ユニットのように複数のローラーやシャフトを有するユニットを、ロボットアームを用いて自動組み立てする場合、ローラーやシャフトの両端部の保持や、シャフトの回転位相合わせ等の制約がある。特許文献１の方法では、手動による転写ベルトユニットの組み立て作業、転写ベルトや転写ローラー等の部材の交換作業を容易に行うことができるものの、ロボットアームを用いた自動組み立てに適した構成ではなかった。

なお、ここでは中間転写ユニットを例に挙げて説明したが、複数のローラーに張架された搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送する搬送ユニットを自動組み立てする場合にも同様の問題点が存在する。

本発明は、上記問題点に鑑み、ロボットアームによる自動組み立て性を向上可能なベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、無端状のベルトと、複数の張架ローラーと、一対の側面フレームと、１つ以上のシャフトと、を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なベルトユニットである。張架ローラーは、ベルトの内周面に接触するように配置される。側面フレームは、張架ローラーの軸方向の両端部を回転可能に支持する。シャフトは、軸方向の両端部を側面フレームに回転不能に支持される。側面フレームは、複数の張架ローラーの両端部を回転可能に支持する軸受孔と、シャフトの両端部が挿入される位置決め孔と、を備える。シャフトは、ベルトユニットの組み立て時にシャフトを水平に保持する第１保持治具に係合する第１係合溝が形成されている。張架ローラーは、ベルトユニットの組み立て時に張架ローラーを水平に保持する第２保持治具に係合する第２係合溝が形成されている。第１係合溝が第１保持治具に係合したとき、シャフトが対応する位置決め孔に対向配置されるとともに周方向の位相が規定され、第２係合溝が第２保持治具に係合したとき、張架ローラーが対応する軸受孔に対向配置される。

本発明の第１の構成によれば、ベルトユニットの組み立て時にシャフトの第１係合溝が第１保持治具に係合したとき、シャフトが対応する位置決め孔に対向配置されるとともに周方向の位相が規定され、張架ローラーの第２係合溝が第２保持治具に係合したとき、張架ローラーが対応する軸受孔に対向配置される。これにより、側面フレームに対するシャフトおよび張架ローラーの位置決めおよび挿入が容易となり、ロボットアームによる自動組み立て性を向上可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す概略断面図 中間転写ユニット３０をベルトクリーニングユニット１９側から見た外観斜視図 中間転写ユニット３０の内部構造を示す斜視図 中間転写ユニット３０を構成する側面フレーム３１ａを内側から見た平面図 中間転写ユニット３０を構成する一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３を第１保持治具５０、第２保持治具５１に保持した状態を上方から見た図 位置決めシャフト４１ａと第１保持治具５０との係合部を軸方向から見た断面図 位置決めシャフト４１ａと第１保持治具５０との係合部を上方向から見た平面図であって、第１係合溝５３の深さを軸方向に２段階とした変形例を示す図 一次転写ローラー６ａと第２保持治具５１との係合部を軸方向から見た断面図 図５における一次転写ローラー６ａ～６ｄ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂの一端側の拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成を示す概略側面図である。図１に示す画像形成装置１００は、いわゆるタンデム方式のカラープリンターであり、以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（装置前面側、図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（マゼンタ、シアン、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されている。さらに図１において反時計回り方向に回転する無端状の中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラー９において記録媒体の一例としての用紙Ｓ上に一度に転写される。さらに、定着部１３において用紙Ｓ上に定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｓは、画像形成装置１００の本体下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲には、ドラム回転方向（図１の時計回り方向）に沿って帯電装置２ａ～２ｄ、現像装置３ａ～３ｄ、クリーニング装置７ａ～７ｄが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａ～６ｄが配置されている。また、中間転写ベルト８の回転方向に対し画像形成部Ｐａの上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラー１１に対向するベルトクリーニングユニット１９が配置されている。ベルトクリーニングユニット１９は、中間転写ベルト８の表面に残存するトナーを除去する。

次に、画像形成装置１００における画像形成手順について説明する。ユーザーにより画像形成開始が入力されると、先ず、メインモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ～１ｄの回転が開始され、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５から出射されたビーム光（レーザー光）によって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。

現像装置３ａ～３ｄには、それぞれマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各色のトナーが所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１０の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｓがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部１３へと搬送される。中間転写ベルト８の表面に残存したトナーはベルトクリーニングユニット１９によって除去される。

定着部１３に搬送された用紙Ｓは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｓの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｓは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面印字された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、中間転写ユニット３０をベルトクリーニングユニット１９側から見た外観斜視図である。図２に示すように、中間転写ユニット３０は、一対の側面フレーム３１ａ、３１ｂと、連結フレーム３２と、上面フレーム３３とを有する。側面フレーム３１ａ、３１ｂは、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ（図３参照）を含む複数の張架ローラーを回転可能に支持する。

連結フレーム３２は、側面フレーム３１ａ、３１ｂの一端部（図２の右手前側）に橋渡し状に固定される。連結フレーム３２の上部には第１取手部３７が設けられている。

上面フレーム３３は、側面フレーム３１ａ、３１ａの上部に橋渡し状に固定される。上面フレーム３３にはトナーコンテナ４ａ～４ｄ（図１参照）が載置されるコンテナ載置部３３ａ～３３ｄと、第２取手部３９とが設けられている。

図３は、中間転写ユニット３０の内部構造を示す斜視図である。図３においては中間転写ベルト８を取り外して中間転写ユニット３０の内部が見える状態としている。中間転写ユニット３０の側面フレーム３１ａ、３１ｂには、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３が支持されている。

駆動ローラー１０は、中間転写ベルト８（図２参照）の転写面（下面）の移動方向の下流側端部（図３の右端部）に配置され、中間転写ベルト８に回転駆動力を付与する。テンションローラー１１は、中間転写ベルト８の転写面の移動方向の上流側端部（図３の左端部）に配置され、中間転写ベルト８に所定の張力を付与する。テンションローラー１１の両端部は、側面フレーム３１ａ、３１ｂに揺動可能に設けられた可動フレーム１１ａに支持されている。

バックアップローラー４０ａは、一次転写ローラー６ｄと駆動ローラー１０の間に配置される。バックアップローラー４０ａは、一次転写ローラー６ｄを通過した後の中間転写ベルト８の角度、および駆動ローラー１０に進入する中間転写ベルト８の角度を調整する。バックアップローラー４０ｂは、テンションローラー１１と一次転写ローラー６ａとの間に配置される。バックアップローラー４０ｂは、テンションローラー１１を通過した後、一次転写ローラー６ａに進入する中間転写ベルト８の角度を調整する。

位置決めシャフト４１ａ、４１ｂは、側面フレーム３１ａ、３１ｂの上下方向および水平方向の位置決めを行う。また、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂは、側面フレーム３１ａ、３１ｂから軸方向外側に突出して中間転写ユニット３０と画像形成装置１００本体との位置決めを行う。

さらに、中間転写ユニット３０を接地（アース）するために、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂの先端部を接点として本体フレーム（図示せず）に接触させる。そのため、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂが回転して本体フレームとの接点が摩耗しないように、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂは側面フレーム３１ａ、３１ｂに回転不能に支持される。

駆動伝達シャフト４３の両端部には、側面フレーム３１ａ、３１ｂに設けられたラック６５（図４参照）に噛み合うギア４５が固定されている。モーター（図示せず）によって駆動伝達シャフト４３が正回転または逆回転すると、ギア４５およびラック６５を介して一次転写ローラー６ａ～６ｄの第１軸受アーム６１およびバックアップローラー４０ｂの第２軸受アーム６３（いずれも図４参照）が中間転写ベルト８の内周面に対して接触または離間する方向に移動する。

これにより、一次転写ローラー６ａ～６ｄおよびバックアップローラー４０ｂが中間転写ベルト８を介して感光体ドラム１ａ～１ｄに圧接された状態（接触状態）と、感光体ドラム１ａ～１ｄから離間した状態（離間状態）とを切り換える。具体的には、フルカラー画像を形成する際には一次転写ローラー６ａ～６ｄおよびバックアップローラー４０ｂを接触状態とする。モノクロ画像を形成する場合は、ブラックの画像形成部Ｐｄに対応する一次転写ローラー６ｄのみを接触状態とし、一次転写ローラー６ａ～６ｃおよびバックアップローラー４０ｂを離間状態とする。また、中間転写ユニット３０の着脱時には、感光体ドラム１ａ～１ｄと中間転写ユニット３０との干渉を回避するために一次転写ローラー６ａ～６ｄおよびバックアップローラー４０ｂを離間状態とする。

図４は、中間転写ユニット３０を構成する側面フレーム３１ａを内側から見た平面図である。側面フレーム３１ｂについても左右対称である以外は側面フレーム３１ａと基本的に同様の構成である。側面フレーム３１ａの４箇所には一次転写ローラー６ａ～６ｄを支持する第１軸受アーム６１が揺動可能に取り付けられている。各軸受アーム６１の揺動端には一次転写ローラー６ａ～６ｄの両端部が挿入される第１軸受孔６１ａ～６１ｄが形成されている。

側面フレーム３１ａの長手方向の両端部には、駆動ローラー１０およびテンションローラー１１をそれぞれ支持する第２軸受孔６２ａ、６２ｂが形成されている。テンションローラー１１を支持する第２軸受孔６２ｂは、側面フレーム３１ａに揺動可能に取り付けられた可動フレーム１１ａ（図３参照）に形成されている。

側面フレーム３１ａの長手方向の両端部近傍には、バックアップローラー４０ａ、４０ｂをそれぞれ支持する第３軸受孔６３ａ、６３ｂが形成されている。バックアップローラー４０ｂを支持する第３軸受孔６３ｂは、側面フレーム３１ａに揺動可能に取り付けられた第２軸受アーム６３の揺動端に形成されている。

側面フレーム３１ａの内側面には、ラック６５が長手方向（図４の左右方向）に沿って摺動可能に支持されている。ラック６５は、第１軸受アーム６１および第２軸受アーム６３の揺動支軸に形成されたギア形状（図示せず）と噛み合っている。駆動伝達シャフト４３（図３参照）に固定されたギア４５の回転によってラック６５が往復移動すると、第１軸受アーム６１および第２軸受アーム６３が上下方向に揺動する。これにより、一次転写ローラー６ａ～６ｄおよびバックアップローラー４０ｂを接触状態と離間状態とに切り換える。

側面フレーム３１ａには、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂと第２位置決め孔６９が形成されている。第１位置決め孔６７ａ、６７ｂには位置決めシャフト４１ａ、４１ｂが挿入される。第２位置決め孔６９には駆動伝達シャフト４３が挿入される。

次に、中間転写ユニット３０の組み立て手順について説明する。本実施形態では、ロボットアームを用いて中間転写ユニット３０の自動組み立てを行う。図５は、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３を第１保持治具５０、第２保持治具５１に保持した状態を上方から見た図である。

中間転写ユニット３０の組み立てを行う場合、図５に示すように、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３（以下、各ローラーおよびシャフトとも言う）を、所定間隔で配置された第１保持治具５０、第２保持治具５１に保持する。これにより、側面フレーム３１ａ、３１ｂに形成された第１軸受孔６１ａ～６１ｄ、第２軸受孔６２ａ、６２ｂ、第３軸受孔６３ａ、６３ｂ、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂ、第２位置決め孔６９（以下、各軸受孔および位置決め孔とも言う）に対する各ローラーおよびシャフトの位置合わせを行う（位置合わせ工程）。

位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３は、第１保持治具５０によって軸方向の２箇所が保持されている。一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂは、第２保持治具５１によって軸方向の２箇所（両端部）が保持されている。

各ローラーおよびシャフトは、互いに上下方向（図５の紙面と垂直な方向）に重ならないように、水平方向（中間転写ベルト８の進行方向、図５の左右方向）の位置をずらして配置されている。

これにより、ロボットアームにより各ローラーおよびシャフトを把持して第１保持治具５０、第２保持治具５１に保持する際に、隣接する第１保持治具５０に保持されたシャフトや隣接する第２保持治具５１に保持されたローラーとの干渉を防止することができる。また、各ローラーおよびシャフトを上方に位置する第１保持治具５０、第２保持治具５１に保持した後に、下方に位置する第１保持治具５０、第２保持治具５１にも保持することができ、各ローラーおよびシャフトの配置順序の変更も容易となる。

図６は、位置決めシャフト４１ａと第１保持治具５０との係合部を軸方向から見た断面図である。位置決めシャフト４１ａの外周面には、第１保持治具５０に対向する位置に第１係合溝５３が形成されている。第１係合溝５３は、位置決めシャフト４１ａの外周面の一部を平面状に切り欠いて形成されている。即ち、位置決めシャフト４１ａの第１係合溝５３を含む断面はＤ形状となっている。

第１保持治具５０は、位置決めシャフト４１ａが係合する係合凹部５０ａを有する。係合凹部５０ａは、軸方向から見て位置決めシャフト４１ａと略同一径の円弧状であって、周方向の一端部に第１係合溝５３と対向する規制壁５０ｂを有する。これにより、位置決めシャフト４１ａは第１係合溝５３のみで係合凹部５０ａと係合可能となっている。

図６に示すように、位置決めシャフト４１ａの２箇所の第１係合溝５３を係合凹部５０ａに係合させることで、位置決めシャフト４１ａは軸方向の位置、および周方向の位相が規定された状態で第１保持治具５１に水平に保持され、対応する第１位置決め孔６７ａ（図４参照）に対向配置される。なお、位置決めシャフト４１ｂおよび駆動伝達シャフト４３にも同様の第１係合溝５３が形成されており、軸方向の位置、および周方向の位相が規定された状態で第１保持治具５０に水平に保持され、それぞれ対応する第１位置決め孔６７ｂ、第２位置決め孔６９（いずれも図４参照）に対向配置される。

また、第１係合溝５３を、軸方向に非対称である２箇所に形成することで、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３が逆向きに配置されたときは第１係合溝５３が係合凹部５０ａに係合しない。これにより、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３が第１保持治具５１に逆向きに保持されるのを防止することができる。

或いは、図７に示すように、深さの異なる第１係合溝５３を軸方向に連続して形成し、係合凹部５０ａの規制壁５０ｂも第１係合溝５３に合わせた階段形状とすることで、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３が逆向きに配置されるのを防止することもできる。

図８は、一次転写ローラー６ａと第２保持治具５１との係合部を軸方向から見た断面図である。一次転写ローラー６ａは、芯金６０ａの外周面に導電性を有する弾性層６０ｂが積層されている。一次転写ローラー６ａの両端部には、芯金６０ａと弾性層６０ｂの境界である段差部７０（第２係合溝）が形成されている。第２保持治具５１は、段差部７０が係合する係合凹部５１ａを有する。係合凹部５１ａは、軸方向から見て芯金６０ａと略同一径の円弧状である。

図８に示すように、一次転写ローラー６ａの両端部の段差部７０を係合凹部５１ａに係合させることで、一次転写ローラー６ａは軸方向の位置が規定された状態で第２保持治具５１に水平に保持され、対応する第１軸受孔６１ａ（図４参照）に対向配置される。なお、一次転写ローラー６ｂ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂの両端部にも同様の段差部７０が形成されている。これにより、一次転写ローラー６ｂ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂは、軸方向の位置が規定された状態で第２保持治具５１に水平に保持され、それぞれ対応する第１軸受孔６１ｂ～６１ｄ、第２軸受孔６２ａ、６２ｂ、第３軸受孔６３ａ、６３ｂ（いずれも図３、図４参照）に対向配置される。

なお、本実施形態では芯金６０ａと弾性層６０ｂとの境界に形成される段差部７０を、第２保持治具５１が係合する第２係合溝として用いたが、段差部７０とは別に、芯金６０ａに環状の第２係合溝を形成してもよい。

図９は、図５における一次転写ローラー６ａ～６ｄ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂの一端側（側面フレーム３１ａ側）の拡大図である。図９に示すように、第１保持治具５０に保持された位置決めシャフト４１ａ、４１ｂの端部は軸方向に位置をずらして配置されている。具体的には、位置決めシャフト４１ａの端部は位置決めシャフト４１ｂの端部に比べて軸方向外側（図９の上側）に突出している。

同様に、第２保持治具５１に支持された一次転写ローラー６ａ～６ｄの端部は軸方向に位置をずらして配置されている。具体的には、一次転写ローラー６ａの端部が最も軸方向外側（図９の上側）に突出しており、一次転写ローラー６ｂ、６ｃ、６ｄの順に軸方向外側への突出量が小さくなっている。

また、図９では図示しないが、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ（図５参照）も軸方向に位置をずらして配置されている。即ち、同じ種類の複数のローラーおよびシャフト（一次転写ローラー６ａ～６ｄ、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ）は、それぞれ軸方向に位置をずらして配置されている。

次に、第１保持治具５０および第２保持治具５１に保持された各ローラーおよびシャフトに側面フレーム３１ａ、３１ｂを軸方向外側から装着する（フレーム装着工程）。前述したように、同じ種類の複数のローラーおよびシャフトは、それぞれ軸方向に位置をずらして配置されている。

そのため、第１保持治具５０に支持された位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、第２保持治具５１に支持された一次転写ローラー６ａ～６ｄ、バックアップローラー４０ａ、４０ｂに側面フレーム３１ａを軸方向外側から装着する際に、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、バックアップローラー４０ａ、４０ｂ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂが、それぞれ側面フレーム３１ａに形成された第１軸受孔６１ａ～６１ｄ、第３軸受孔６３ａ、６３ｂ、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂ（いずれも図４参照）に挿入されるタイミングが１本ずつ異なる。

また、駆動ローラー１０およびテンションローラー１１、駆動伝達シャフト４３を含む、異なる種類のローラー、シャフトについても、それぞれ側面フレーム３１ａに形成された第１軸受孔６１ａ～６１ｂ、第２軸受孔６２ａ、６２ｂ、第３軸受孔６３ａ、６３ｂ、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂ、第２位置決め孔６９に挿入されるタイミングが１本ずつ異なる。

例えば、図５では一次転写ローラー６ａ～６ｄとバックアップローラー４０ａ、４０ｂの端部の軸方向位置が同一であるように見えるが、側面フレーム３１ａに形成された第１軸受孔６１ａ～６１ｄと第３軸受孔６３ａ、６３ｂは軸方向位置が異なっている。そのため、一次転写ローラー６ａ～６ｄが第１軸受孔６１ａ～６１ｄに挿入されるタイミングとバックアップローラー４０ａ、４０ｂが第３軸受孔６３ａ、６３ｂに挿入されるタイミングとは異なる。

また、図９では一次転写ローラー６ａ～６ｄ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂの一端側（側面フレーム３１ａ側）の位置関係について示したが、他端側（側面フレーム３１ｂ側）の位置関係については図９と逆の関係となる。即ち、他端側では位置決めシャフト４１ｂの端部は位置決めシャフト４１ａに比べて軸方向外側に突出しており、一次転写ローラー６ｄ、６ｃ、６ｂ、６ａの順に軸方向外側への突出量が小さくなっている。その結果、側面フレーム３１ｂでは一次転写ローラー６ａ～６ｄ、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂが第１軸受孔６１ａ～６１ｄ、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂに挿入される順序が側面フレーム３１ａと逆になっている。

同様に、駆動ローラー１０およびテンションローラー１１、駆動伝達シャフト４３を含む異なる種類のローラー、シャフトについても、それぞれ側面フレーム３１ｂに形成された第１軸受孔６１ａ～６１ｄ、第２軸受孔６２ａ、６２ｂ、第３軸受孔６３ａ、６３ｂ、第１位置決め孔６７ａ、６７ｂ、第２位置決め孔６９に挿入される順序が側面フレーム３１ａと逆になっている。

これにより、側面フレーム３１ａ、３１ｂを軸方向外側から装着する際に、各ローラーおよびシャフトが、側面フレーム３１ａ、３１ｂに形成された各軸受孔および位置決め孔に１本ずつ順に挿入される。側面フレーム３１ａ、３１ｂは各ローラーおよびシャフトの一端側または他端側から１つずつ装着してもよいし、一端側および他端側から同時に装着してもよい。

側面フレーム３１ａ、３１ｂを装着した状態では、各ローラーおよびシャフトは、各軸受孔および位置決め孔の途中まで挿入された仮保持状態となっている。

次に、第１保持治具５０を位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３から下方に離間させる。また、第２保持治具５１を駆動ローラー１０、テンションローラー１１、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、バックアップローラー４０ａ、４０ｂから下方に離間させる（離間工程）。そして、側面フレーム３１ａ、３１ｂをさらに軸方向内側に移動させることで、各ローラーおよびシャフトが各軸受孔および位置決め孔に完全に挿入された状態となる。

その後、中間転写ベルト８、連結フレーム３２、上面フレーム３３、ベルトクリーニングユニット１９等（いずれも図２参照）を装着して中間転写ユニット３０の組み立てが終了する。中間転写ベルト８を装着する際は、テンションローラー１１を支持する可動フレーム１１ａ（図３参照）を側面フレーム３１ａ、３１ｂに対して揺動させることにより、テンションローラー１１をバックアップローラー４０ｂに近づく方向に移動させる。そして、中間転写ベルト８を各ローラーに掛け回した後、アーム部材１１ａを元に戻すことで容易に装着することができる。

上記の構成によれば、側面フレーム３１ａ、３１ｂに形成された各軸受孔および位置決め孔に対する各ローラーおよびシャフトの挿入タイミングが重なるおそれがなく、挿入不良の発生を抑制することができる。従って、ロボットアームによる中間転写ユニット３０の組み立て作業を円滑に行うことができる。

また、側面フレーム３１ａ、３１ｂへの挿入時に周方向の位相を合わせる必要がある位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３については、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３に形成された第１係合溝５３と第１保持治具５０との係合によって、軸方向の位置と周方向の位相とが同時に規制される。従って、周方向の位相を合わせる作業が不要となり、ロボットアームによる自動組み立てを容易に行うことができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では中間転写ベルト８を張架する張架ローラーとして、一次転写ローラー６ａ～６ｄ、駆動ローラー１０、テンションローラー１１、バックアップローラー４０ａ、４０ｂを用いているが、張架ローラーは上記以外の他のローラーを含んでいてもよいし、上記のローラーの一部（例えばバックアップローラー４０ｂ）を省略してもよい。

また、上記実施形態では中間転写ユニット３０を構成するシャフトとして、位置決めシャフト４１ａ、４１ｂ、駆動伝達シャフト４３を用いているが、シャフトは上記以外の他のシャフトを含んでいてもよいし、上記のシャフトの一部（例えば位置決めシャフト４１ｂ）を省略してもよい。

また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンターに限らず、カラー複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザープリンター等、画像形成装置１００本体に対して着脱される中間転写ユニット３０を備えた種々の画像形成装置に適用可能である。さらに、本発明は中間転写ユニット３０に限らず、複数のローラーに張架された搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送する搬送ユニットにも全く同様に適用することができる。

本発明は、画像形成装置本体に装着されるベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法に利用可能である。本発明の利用により、ロボットアームによる自動組み立て性を向上可能なベルトユニットおよびベルトユニットの組み立て方法を提供することができる。

６ａ～６ｄ 一次転写ローラー（張架ローラー）
８ 中間転写ベルト
１０ 駆動ローラー（張架ローラー）
１１ テンションローラー（張架ローラー）
３０ 中間転写ユニット（ベルトユニット）
３１ａ、３１ｂ 側面フレーム
３２ 連結フレーム
３３ 上面フレーム
４０ａ、４０ｂ バックアップローラー（張架ローラー）
４１ａ、４１ｂ 位置決めシャフト（シャフト）
４３ 駆動伝達シャフト（シャフト）
５０ 第１保持治具
５０ａ 保持凹部（第１保持治具）
５０ｂ 規制壁
５１ 第２保持治具
５１ａ 保持凹部（第２保持治具）
５３ 第１係合溝
６０ａ 芯金
６０ｂ 弾性層
６１ａ～６１ｄ 第１軸受孔（軸受孔）
６２ａ、６２ｂ 第２軸受孔（軸受孔）
６３ａ、６３ｂ 第３軸受孔（軸受孔）
６７ａ、６７ｂ 第１位置決め孔（位置決め孔）
６９ 第２位置決め孔（位置決め孔）
７０ 段差部（第２係合溝）
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 無端状のベルトと、
   前記ベルトの内周面に接触して配置される複数の張架ローラーと、
   前記張架ローラーの軸方向の両端部を回転可能に支持する一対の側面フレームと、
   軸方向の両端部を前記側面フレームに回転不能に支持される１つ以上のシャフトと、
   を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なベルトユニットにおいて、
   一対の前記側面フレームは、複数の前記張架ローラーの両端部を回転可能に支持する軸受孔と、前記シャフトの両端部が挿入される位置決め孔と、を備え、
   前記シャフトは、前記ベルトユニットの組み立て時に前記シャフトを水平に保持する第１保持治具に係合する第１係合溝が形成されており、
   複数の前記張架ローラーは、前記ベルトユニットの組み立て時に前記張架ローラーを水平に保持する第２保持治具に係合する第２係合溝が形成されており、
   前記第１係合溝が前記第１保持治具に係合したとき、前記シャフトが対応する前記位置決め孔に対向配置されるとともに周方向の位相が規定され、
   前記第２係合溝が前記第２保持治具に係合したとき、前記張架ローラーが対応する前記軸受孔に対向配置されることを特徴とするベルトユニット。
2. 前記第１係合溝は、前記シャフトの前記第１係合溝を含む断面がＤ形状となるように前記シャフトの外周面の一部を平面状に切り欠いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のベルトユニット。
3. 前記シャフトは、軸方向に非対称である２箇所に前記第１係合溝が形成されることを特徴とする請求項２に記載のベルトユニット。
4. 前記シャフトは、深さの異なる前記第１係合溝が軸方向に連続して形成されることを特徴とする請求項２に記載のベルトユニット。
5. 前記張架ローラーは、芯金と、前記芯金の外周面に積層される弾性層と、を有し、前記第２係合溝は、前記芯金と前記弾性層との境界に形成される段差部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベルトユニット。
6. 前記シャフトは、軸方向の両端部が前記側面フレームから外側に突出し、前記画像形成装置本体に対する前記ベルトユニットの位置決めを行う位置決めシャフトであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルトユニット。
7. 前記シャフトおよび複数の前記張架ローラーは、互いに上下方向に重ならないように前記ベルトの進行方向に位置をずらして配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のベルトユニット。
8. 前記ベルトとして、像担持体に形成されたトナー像が順次積層される中間転写ベルトを備え、
   前記張架ローラーとして、
   前記中間転写ベルトの内周面に接触して配置され、前記中間転写ベルトを回転駆動する駆動ローラーと、
   前記中間転写ベルトに従動して回転するとともに前記中間転写ベルトに所定の張力を付与するテンションローラーと、
   前記中間転写ベルトを介して前記像担持体に圧接される複数の一次転写ローラーと、
   前記駆動ローラーおよび前記テンションローラーと前記一次転写ローラーとの間に配置されるバックアップローラーと、
   を備えた中間転写ユニットである、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のベルトユニット。
9. 無端状のベルトと、
   前記ベルトの内周面に接触するように配置される複数の張架ローラーと、
   前記張架ローラーの軸方向の両端部を回転可能に支持する一対の側面フレームと、
   軸方向の両端部を前記側面フレームに回転不能に支持される１つ以上のシャフトと、
   を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能なベルトユニットの組み立て方法において、
   一対の前記側面フレームは、複数の前記張架ローラーの両端部を回転可能に支持する軸受孔と、前記シャフトの両端部が挿入される位置決め孔と、を備え、
   前記シャフトは、前記シャフトを水平に保持する第１保持治具に係合する第１係合溝が形成されており、
   複数の前記張架ローラーは、前記ベルトユニットの組み立て時に前記張架ローラーを水平に保持する第２保持治具に係合する第２係合溝が形成されており、
   前記組み立て方法は、
   前記シャフトの前記第１係合溝を前記第１保持治具に係合させて、前記シャフトを対応する前記位置決め孔に対向配置するとともに周方向の位相を規定し、複数の前記張架ローラーの前記第２係合溝を前記第２保持治具に係合させて、前記張架ローラーを対応する前記軸受孔に対向配置する位置合わせ工程と、
   前記第１保持治具に保持された前記シャフトおよび前記第２保持治具に保持された複数の前記張架ローラーの軸方向外側から前記側面フレームを装着するフレーム装着工程と、
   前記第１保持治具および前記第２保持治具を前記シャフトおよび複数の前記張架ローラーから離間させる離間工程と、
   を含み、
   前記位置合わせ工程において前記第１保持治具に保持された前記シャフトの端部および前記第２保持治具に保持された複数の前記張架ローラーの端部は、互いに軸方向に異なる位置に配置されており、
   前記シャフトおよび複数の前記張架ローラーは、それぞれ前記フレーム装着工程において前記位置決め孔および前記軸受孔に挿入されるタイミングが異なることを特徴とするベルトユニットの組み立て方法。

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