JP3689810B2 - 画像形成装置のベルト支持ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、無端ベルト状に形成されたベルト体ユニット、すなわち、感光体上に形成された画像を１次転写させるようにした中間転写ベルト、及び感光体上から直接に転写される記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送ベルト等において、組立、交換が容易に行えるような構造を有した画像形成装置及び、無端ベルトの組立方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、感光体上に形成された画像を中間転写ベルト上に１次転写させた後に最終転写部材に２次転写させるように構成したもの、及び最終転写部材を無端ベルト状の転写部材搬送ベルトで搬送するように構成したもの等がある（以下、こういった無端ベルト状の中間転写ベルト、転写部材搬送ベルトなどを単に無端ベルトと略称する）。
【０００３】
例えば、中間転写ベルトを使ったいわゆるタンデム型画像形成装置においては、図８にその中間転写ベルト周辺における構成概略の一例を示したように、色数分の感光体ドラム９を中間転写ベルト２の進行方向に配列し、各感光体ドラム９上に中間転写ベルト２の送りに同期させてトナー像を形成することで中間転写ベルト２上に１次転写し、その後、最終転写部材６に２次転写して定着装置１４で定着するよう構成している。尚、この図８において、１０は現像装置、８は感光体ドラム９上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に１次転写させるための１次転写ローラ、３は中間転写ベルト２の駆動ローラ、４はテンションローラ、５は２次転写ローラ７に対向して設けられたバックアップローラ、１３は中間転写ベルト２のクリーニング装置である。そしてこういった中間転写ベルト２を用いた画像形成装置においては、これら駆動ローラ３、テンションローラ４、１次転写ローラ８等を保持して中間転写ベルト支持ユニット９０を構成する。
【０００４】
このように構成したタンデム型画像形成装置は、各色の露光、現像、転写が平行して行われるため高速性に優れ、また、ベルトの経年変化、あるいは一定枚数以上の印刷によって中間転写ベルト２に寸法変化や破損に起因するコピートラブルが発生しても、この中間転写ベルト２のみを交換すればよいから経済的に構成できる。また、こういった無端ベルトは、このタンデム型画像形成装置における中間転写ベルトだけでなく、最終転写部材を転写部材搬送ベルトで搬送するようにしたもの等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こういった無端ベルトを用いた画像形成装置においては、前記した駆動ローラ３やテンションローラ４、バックアップローラ５、１次転写ローラ８を保持する中間転写ベルト支持ユニット９０（図９参照）へのベルトの組み込みや交換が困難であるという問題がある。すなわち、通常こういった中間転写ベルト２のような無端ベルトは、図９（Ａ）に９１で示したように筒状の無端ベルトとして構成されるが、このような筒状の無端ベルト９１を例えば前記中間転写ベルト支持ユニット９０へ組み込む場合、
ベルト支持ユニットのベルト接触面外周寸法 ＜ 無端ベルトの内周寸法
の関係が成立していないと組み込みができず、しかもこういった組み込み作業は、これらの無端ベルト９１に傷を付けないように細心の注意が必要で、作業者への負担も大きい。
【０００６】
そのため、ベルト支持ユニット９０のベルト接触面における外周寸法と無端ベルト９１の内周寸法は大きな寸法差を設けることが必要になるが、こういった無端ベルト９１には一定の張力を与えることが必要であり、このように寸法差を大きくした場合の撓みを取るため、図９（Ｂ）に示したように別途テンションローラ９２が必要になる。しかし、このようにテンションローラ９２を設置すると、設置スペースやテンションを加えるための機構が必要になり、無駄なスペースが生じると共に構造が複雑化し、構成部品点数が増える分重量が増えると共に高価になる。また、例えばこういった中間転写ベルト２の端面を保護するため、図９（ｃ）に示すように保護カバー２２、２３、２４、２５などを中間転写ベルト支持ユニット９０へ組み込む場合は、当然無端ベルト９１を組み込んだ後に取り付ける必要があり、部品公差も累積される。従って、メンテナンスやベルト支持ユニットのリサイクルのため、無端ベルトを取り外す際には必ずこれら保護カバー２２、２３、２４、２５を事前に取り外さねばならず、無駄な作業が生じてメンテナンス性が悪い。
【０００７】
こういったことに対処するため特開平８−１２３２９４号公報には、無端ベルトを収容したカートリッジにベルト交換用支持部材を設けると共に無端ベルトのテンションローラをバネに抗して移動可能に構成し、無端ベルトの交換に際してテンションローラを駆動ローラ側に移動させてベルト交換用支持部材で無端ベルトを保持し、無端ベルトを、ベルト交換用支持部材を有したカートリッジ毎交換できるようにした装置が示されている。
【０００８】
また、特許第３１７５６３１号公報には、２次転写装置を中間転写ベルト長手方向中心より定着装置とは反対側の下方に設置し、２次転写装置と定着装置との間隔を充分とると共に中間転写ベルトの蛇行規制用のローラを設け、中間転写ベルトの張力が適正に保たれるようにした画像形成装置が示されている。
【０００９】
しかしながら、この特開平８−１２３２９４号公報に示された装置は、ベルト交換に際してベルト交換用支持部材を有するカートリッジ毎交換する必要があり、機構が複雑であると共にカートリッジを構成するベルト交換用支持部材などの部品も廃棄されて不経済であり、地球環境保護の観点からも不利益をもたらす。また、特許第３１７５６３１号公報に示された構成では、蛇行規制用のローラが中間転写ベルトの走行域を拡大していて画像形成装置を小型に構成することができなくなると共に、蛇行規制用ローラを別途設ける必要があり、必然的に高価にならざるを得ない。
【００１０】
そのために、筒状の無端ベルトのベルト支持ユニットへの組み込みや交換に際し、複雑な構造を用いることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行えるようにし、作業者への負担を軽減すると共に低コストのベルト支持ユニットを有する画像形成装置が望まれている。
【００１１】
上述の事情に鑑み、本発明は、筒状の無端ベルトのベルト支持ユニットへの組み込みや交換に際し、複雑な構造を用いることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行えるようにし、作業者への負担を軽減すると共に低コストのベルト支持ユニットを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成するとともに、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けて前記ベルト支持ユニットを構成し、該ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成することによって、前記支持部間に、前記無端ベルトを着脱可能に構成し
更に前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記ローラ支持部材が位置固定可能な係合部を設け、該係合部同士の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットである。該ベルト支持ユニットには、感光体ベルトから直接に画像が転写される記録媒体を搬送する無端ベルト、または感光体ドラムから画像が転写される無端中間転写ベルト等が張設される。これらのベルトが張設されて、ベルト体ユニットを構成する。
【００１４】
そして、このベルト体ユニットは、画像形成装置本体に装着されるために、組立て工程においても、また、メンテナンス時においても、前記無端ベルトもしくは無端中間転写ベルトが他の部材と接触して損傷しないように、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けている。このように構成されたベルト体ユニットは、一時、載置面上に載置した際に、該支持部の前記無端ベルト表面より高い支持点が載置面に接触しても、無端ベルトに接触することがない。
【００１５】
また、ベルト体ユニットは、張設されたベルトが無端中間転写ベルトである場合は、記録媒体を搬送する無端ベルトの場合より耐久性が短く無端中間転写ベルトを容易に交換する必要があるにもかかわらず、無端中間転写ベルト表面より高い支持点を有する支持部の内側に、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されているので、このままでは無端中間転写ベルトの交換は無理である。
【００１６】
よって、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成し、
ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積が、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成しているので、
ベルト支持ユニットが屈曲することによって、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されていても、屈曲状態における駆動ローラとテンションローラ間のベルト支持ユニットの寸法は短くなり、前記支持部が存在しても無端ベルトの楕円状若しくは三角状開口内に容易にベルト支持ユニットを挿入することができる。
【００１７】
また、無端ベルトの開口内にベルト支持ユニットを挿入するのみでなく、前記支持部を設けたまま、前記ベルト支持ユニットを屈曲させて、一方側の前記支持部を前記無端ベルト側面開口にくぐらせて、前記ベルト支持ユニットに前記無端ベルトを容易に着脱することができる。
【００１８】
また、前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、
前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記テンションローラのテンション方向における移動規制幅を利用して係合かつ前記ローラ支持部材の位置固定可能な係合メス部とオス部を設け、該係合メス部とオス部の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われるように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１９】
かかる技術手段によると、前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有した前記無端ベルトの周縁を保護する支持部の前記ローラ支持部材と対面する位置に、前記ローラ支持部材を設け、該ローラ支持部材を前記支持部に設ける。
そして、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記テンションローラのテンション方向における移動規制幅を利用して係合かつ前記ローラ支持部材の位置固定可能な係合メス部とオス部を設け、該係合メス部とオス部の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われるように構成しているので、前記係合メス部とオス部を用いて、前記ローラ支持部材を容易に前記支持部に組み立てることができる。
【００２０】
また、前記ローラ支持部材はテンションが付与されているので、前記係合メス部とオス部とが係合し、前記ローラ支持部材の前記支持部への装着状態を保持することができる。すなわち、テンションローラのテンション付与とともに、前記ローラ支持部材の前記支持部への装着状態の保持とを行うことができる。そして、簡単な機構で容易に前記ローラ支持部材を前記支持部に組み込むことができる。
【００２１】
また、前記ローラ支持部材のテンションローラに無端ベルトが張設することによって、前記ローラ支持部材への付テンションによってベルト支持ユニットを構成する各ユニット間を締結部品無しで一体化が可能であり、締結部品を削減してコストを下げることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。なお、同一構成要素には同一番号を付した。
【００２３】
図７は、タンデム型画像形成装置１８の概略断面図である。
【００２４】
図７の符号１は本実施の形態にかかるベルト支持フレーム（図１）で構成した中間転写ベルト２（図２）の支持フレーム、３はこのベルト支持フレーム１に設けられて中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ、４は同じくこのベルト支持フレーム１に設けられて中間転写ベルト２にテンションを加えるテンションローラ、５も同じくこのベルト支持フレーム１に設けられ、中間転写ベルト２上のトナー像を最終転写部材６に転写するための２次転写ローラ７に対向して設けられたバックアップローラ、８も同じくこのベルト支持フレーム１に設けられて感光体ドラム９に対向して設けられ、感光体ドラム９上のトナー像を中間転写ベルト２に転写させる１次転写ローラ、１３は中間転写ベルト２上の残留トナー（廃トナー）を清掃するクリーニング装置で、図示しないクリーニングブレードや掻き落としたトナーを排出するためのスクリューなどを含む。
ベルト支持フレーム１はこれら駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５、１次転写ローラ８、クリーニング装置１３等を備えて中間転写ユニット１６が構成される。
【００２５】
尚、クリーニング装置１３の下方には、廃トナー隔壁４９を介して廃トナー容器１９が配置され、廃トナー隔壁４９には廃トナー管３２が設けられ、該廃トナー管３２はクリーニング装置１３の図示しない廃トナー排出口の下方に延設している。
【００２６】
１０は現像装置、１１は露光ユニット、１２は現像剤容器で、タンデム型画像形成装置においてはこれら感光体ドラム９、現像装置１０、露光ユニット１１、現像剤容器１２、および感光体ドラム９の帯電装置、感光体ドラム９のクリーニング装置などで構成されるプロセスユニットが、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの色数分、中間転写ベルト２の進行方向に配列される。
そして、感光体ドラム９、現像装置１０及び露光ユニット１１が一体的に設けられ画像形成ユニット５６を構成している。画像形成ユニット５６は図示しないハンドルが設けられ、該ハンドルを所定角度回動することで感光体ドラム９が中間転写ベルト２と離間するとともに、係止が解除され、画像形成ユニット５６を手前に引き出すことで取り出すことができるように構成されている。
【００２７】
図２に示すように、ベルト支持体ユニット１７は、ユニット体２０，２１で構成されるベルト支持フレーム１、中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ３、中間転写ベルト２にテンションを加えるテンションローラ４、バックアップローラ５、ガイド部品（保護カバー）２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ，Ｂ）で構成される。
【００２８】
図７に示すように、クリーニング装置１３の左下側には、給紙カセット１５から最終転写部材６上のトナー像を定着するための定着装置１４が配設されている。
尚、このうち定着装置１４は、この図７から明らかなように、定着装置１４からの熱を中間転写ベルト２やベルト支持フレーム１、及び現像装置１０等から遮るための断熱壁５７の左側に設けるとともに、該断熱壁５７に接触させてクリーニング装置１３を設け、さらに定着装置１４からの熱の影響を受けにくくして定着装置１４と２次転写ローラ７との距離を短くできるようにし、より小型の画像形成装置を構成できるようにしてある。
【００２９】
まず、このように構成したタンデム型画像形成装置１８の全体動作を説明する。
印刷指示によって図示していないＣＰＵが画像データを例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどに分ける。そして、それら各色の画像データを各色に対応した露光ユニット１１に送り、駆動ローラ３で駆動される中間転写ベルト２上の画像転写位置が各色に対応した感光体ドラム９の位置に達するタイミングに合わせて画像が形成されるよう、感光体ドラム９による帯電、露光ユニット１１による露光、現像装置１０による現像を行う。
【００３０】
そして、形成されたトナー像を１次転写ローラ８によって中間転写ベルト２に１次転写し、さらに給紙カセット１５から取り出された最終転写部材６に２次転写ローラ７で２次転写し、定着装置１４で定着して排紙する。そして、中間転写ベルト２に残った残留トナーは、クリーニング装置１３のクリーニングブレード（不図示）で掻き取ると共にスクリュー（不図示）で排出し、次の画像形成に備える。
【００３１】
次に、図２を用いてベルト支持体ユニット１７の詳細を説明する。同図において、該ベルト支持体ユニット１７は、ユニット体２０，２１で構成されるベルト支持フレーム１（図１）、駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５、ガイド部品２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ、Ｂ）で構成され、中間転写ベルト２を装着する以前のユニット体である。このベルト支持体ユニット１７は、図１に示すようにユニット体２１及び２０が水平状態と、図２に示すように両ユニット体がヘ字状に屈曲する状態とを取ることが可能である。
尚、２４、２５はベルト支持フレーム１に組み込まれたベルトの端部を保護するための板状のガイド部品（保護カバー）である。
【００３２】
図３はベルト支持体ユニット１７に中間転写ベルト２を装着して中間転写ユニット１６とした場合の概略説明図である。
同図において、ユニット体２１は２個の１次転写ローラ８を備え、その両側面には図２に示すようにガイド部品２５Ａ、２５Ｂが取り付けられている。
紙面手前側の４０Ａはテンションローラ保持部材であり、仮想線で示すガイド部品２６Ａとともにガイド部品２５Ａを構成する。
【００３３】
テンションローラ保持部材４０Ａはテンションローラ４の軸受３０と、開口部４０Ａａ、４０Ａｂ、後述するクリーニング装置１３の位置決め穴４０Ａｃ、半丸孔４０Ａｄ、接曲部４０Ａｅ、とを有して形成されている。
ガイド部品２６Ａの側面には、突起２６Ａａ，２６Ａｂが植設され、該突起をテンションローラ保持部材４０Ａの開口部４０Ａａ，４０Ａｂに挿入して、凹部２６Ａｃに配置されたスプリング４１の左端と接曲部４０Ａｅとを当接させることによって、テンションローラ保持部材４０Ａはスプリング４１の押圧力を接曲部４０Ａｅを介して受け、テンションローラ保持部材４０Ａが左方に移動して、左方への押圧力を有した状態でガイド部品２６Ａに取り付けることができる。
【００３４】
尚、保護カバー２８のガイド部品２６Ａへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａのガイド部品２６Ａへの取り付けと同じように、ガイド部品２６Ａの外側面に不図示の突起を、保護カバー２８に不図示の開口部に挿入することによって行われる。
【００３５】
紙面奥側にも手前側と同じ外径寸法でのガイド部品２６Ｂが配設され、該ガイド部品２６Ｂの側面には開口部が設けられ、スプリング４１が配置され、また、該側面にはテンションローラ保持部材４０Ｂ、保護カバー２８が配置される。そして、保護カバー２８は手前側と同じものを用いることができるが、手前側のテンションローラ保持部材４０Ａの半丸孔開口部４０Ａｄと同心状に、テンションローラ保持部材４０Ｂの開口部４０Ｂｄが丸孔で開設されている。
【００３６】
テンションローラ保持部材４０Ｂと保護カバー２８のガイド部品２６Ｂへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａと保護カバー２８のガイド部品２６Ａへの取り付けと同じで、テンションローラ保持部材４０Ｂは接曲部を介してスプリング４１の押圧力を受けて左方に移動した状態でガイド部品２６Ｂに取り付けることができる。
そして、紙面奥側のテンションローラ保持部材４０Ｂと、ガイド部品２６Ｂとともにガイド部品２５Ｂを構成する。
【００３７】
また、ユニット体２０は２個の１次転写ローラ８を備え、その両側面には図２に示すようにガイド部品２４Ａ、２４Ｂが取り付けられている。ガイド部品２４Ａには、保護カバー２９が取り付けられている。該保護カバー２９のガイド部品２４Ａへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａのガイド部品２６Ａへの取り付けと同じように、ガイド部品２４Ａの側面に不図示の突起を、保護カバー２９の不図示の開口部に挿入することによって行われる。そして、紙面奥側にも手前側と同じ外径寸法でのガイド部品２４Ｂが配設され、該ガイド部品２４Ｂの側面には保護カバー２９が配置される。
【００３８】
４２はユニット体２１に設けられた屈曲支点、４３はこの屈曲支点４２を回動させるときの支持面となる円形部と支点を嵌合させる溝部とを持つ支点受け部、４４は１次転写ローラ８を感光体９の方向に押圧するためのスプリングである。なお、この支点４２、支点受け部４３は図４の概略斜視図に示したように、まず支点受け部４３は、支点４２を回動させるときの支持面となる円形部５０と支点を嵌合させる溝部５１とを持ち、支点４２は、支点受け部４３の円形部５０と略同曲率の円形部５２、及び溝部５１に嵌合する平坦部５３とを有して構成されている。そしてこれら支点４２と支点受け部４３は、それぞれユニット体２０、２１に設けられた凹部４７、４８に配され、支点４２は長手方向両側を図示していないユニット体２１に設けられた保持部材に固着されている。
【００３９】
次に、ベルト支持体ユニット１７に中間転写ベルト２を装着する方法を説明する。上述したように、ベルト支持フレーム１（図１）は、中間転写ベルト２における搬送方向と直交する方向に例えば２つのユニット体２０、２１のように複数に分割できるように構成されている。
ユニット体２０には中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ３、１次転写ローラ８、１次転写ローラ８を押圧して中間転写ベルト２を感光体ドラム９に接触させるスプリング４４、ユニット体２１に設けた屈曲支点４２を受けてユニット体２０、２１を屈曲可能とする支点受け部４３を配している。
【００４０】
また、ユニット体２１には、テンションローラ４とバックアップローラ５、１次転写ローラ８、１次転写ローラ８を押圧して中間転写ベルト２を感光体ドラム９に接触させるスプリング４４、テンションローラ４を保持すると共に中間転写ベルト２の走行方向に移動可能に構成され、スプリング４１によって押圧されて保持したテンションローラ４が中間転写ベルト２にテンションを加えて張設させるテンションローラ保持部材４０Ａ、屈曲支点４２等が配設されている。
【００４１】
また、この中間転写ユニット１６は、２次転写ローラ７（図７）に対向するベルト支持のためのバックアップローラ５を、ガイド部材２６（Ａ，Ｂ）の端部に設けてあるが、このようにすることにより、ベルト支持フレーム１（図１）を中心付近で屈曲させることができ、ベルト支持フレーム１の全外周が中間転写ベルトの内周より最も小さくなる形での屈曲が可能となる。
【００４２】
さらに、最初に１次転写を行わせる１次転写ローラ８をテンションローラ４における下流側直後の位置に配しているが、このようにすることにより、最も張力が発生した撓みや斜行のない位置で均一な圧接力で転写を行うことができる。
【００４３】
そして、さらに支点４２と支点受け部４３は、図４に示したように、支点受け部４３が該支点受け部４３内で支点４２を回動させるときの支持面となる円形部５０と、支点４２の平坦部５３を嵌合させる溝部５１とを持ち、支点４２は、支点受け部４３の円形部５０と略同曲率の円形部５２、及び溝部５１に嵌合する平坦部５３とを有して構成されている。
また、ユニット体２０、２１は、支点４２上部のベルト側を直立面４５、４６としてあり、これら支点４２における平坦部５３が支点受け部４３における溝部５１に嵌合したとき、これら直立面４５、４６が相接するようにしてある。そのため支点４２が支点受け部４３の溝部５１に嵌合すると、ユニット体２０、２１はしっかりと位置規制されて一体となる。
【００４４】
そして、この支点４２は、ユニット体２０、２１を図５（Ａ）に示したように屈曲させたとき、屈曲の谷側にある支点４２が支点受け部４３における溝部５１との嵌合が外れて逃げ、今度は支点４２の円形部５２が支点受け部４３の円形部５０で挟持されて回動できるようになっている。そのため、ユニット体２０、２１は分離することなくこの支点受け部４３の円形部５０で挟持されて回動し、スムーズに屈曲させることができる。そしてこのユニット体２０、２１の屈曲角は、図５（Ｂ）に示したように、支点４２が支点受け部４３の円形部５０から外れる直前までの角度、すなわち屈曲によってユニット体２０の底面、または支点受け部４３の底面側がユニット体２０における凹部の底面側と接触し、それ以上屈曲させると支点４２が支点受け部４３から外れる角度である。
【００４５】
このようにすることによりユニット体２０、２１は、互いに分割できるにもかかわらず中間転写ベルト２を装着するときは連結したまま屈曲可能となり、前記図５に示したように、ベルト支持フレーム１（図１）の全外周長を中間転写ベルト２の内周より小さくなる方向に屈曲させることで、たとえ中間転写ベルト２の端部を保護するためのガイド部品２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ，Ｂ）が取り付けられた状態でもベルト支持フレーム１に組み込むことができる。
そのため、従来装置で行われていたようなベルト交換用支持部材を設けたカートリッジを用意したり、テンションローラをベルト支持フレームと離れたところに設置してベルト支持フレームとテンションローラによってベルトの内周寸法と合わせるなど、複雑な機構や画像形成装置そのものを大きくする構成をとる必要が無く、コストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
このように構成しているので、テンションローラ保持部材４０Ａ，４０Ｂは、テンションローラ４を保持すると共にユニット体２１に設けられた溝内のスプリング４１によってベルト支持フレーム１における中間転写ベルト２の走行方向に移動可能に構成され、スプリング４１によって押圧されて保持したテンションローラ４が中間転写ベルト２にテンションを加え、中間転写ベルト２を張設する。
【００４７】
そして、本実施の形態においては、図１、図２に示したように、ベルト支持フレーム１を中間転写ベルト２における搬送方向と直交する方向に、例えば２つのユニット体２０、２１のように複数に分割できるよう構成し、さらにこれらユニット体２０、２１に中間転写ベルト２を支持して張設するための例えば駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５を配した。そしてさらに、このベルト支持フレーム１におけるユニット体２０、２１を、無端ベルトの撓み方向、すなわちベルト支持フレーム１の全外周長が中間転写ベルト２の内周より小さくなる方向に屈曲支点を谷側として屈曲可能とし、この状態で中間転写ベルト２をそのまま、たとえ中間転写ベルト２の端部を保護するためのガイド部品２５Ａ，２５Ｂ、２４Ａ，２４Ｂが取り付けられた状態でもベルト支持フレーム１に組み込めるようにした。このようにすることにより、ガイド部品２５Ａ，２５Ｂ、２４Ａ，２４Ｂはベルト支持フレーム１と一体部品にすることも可能で、部品点数の削減と組立によるバラツキが削減され、品質の安定化につながる。また、ベルトを容易に脱着できるため、装着だけでなく、分解時の離脱にも無駄な時間が省けてリサイクル性も考慮されたベルト支持フレームとなる。
【００４８】
尚、図２に示すように、中間転写ベルト２の一方側開口から図示しないガイドで三角状開口に保持して、他方側開口からベルト支持体ユニット１７を挿入することもできるが、無端中間転写ベルトもしくは無端ベルトを三角状開口、正三角状開口、楕円状開口として一方側を下に起立状態で載置させ、他方側開口からベルト支持体ユニット１を挿入してもよい。
【００４９】
また、この図１、図２に示したベルト支持フレーム１においては、ユニット体をユニット体２０、２１の２分割した場合を示したが、これは２分割のみに限らず、３分割以上にしてもよいことはもちろんであり、またユニット体２０に駆動ローラ３を、ユニット体２１にテンションローラ４、バックアップローラ５を配した場合を示したが、ベルトを支持できればよいからこのような構成に限定されないことも明らかである。
【００５０】
このようにベルト支持フレーム１を構成することにより、前記した
ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法 ＜ ベルトの内周寸法
の条件を満足させるため、従来装置で行われていたようなテンションローラを移動可能にすると共にベルト交換用支持部材を設けてベルトを支持し、それによって駆動ローラからベルトを取り外すようにしたカートリッジを用意したり、ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法をベルトの内周寸法より小さく構成し、テンションローラをベルト支持フレームと離れたところに設置してベルト支持フレームとテンションローラによってベルトの内周寸法と合わせるなど、複雑な機構や画像形成装置そのものを大きくする構成をとる必要が無く、コストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。
【００５１】
なお、以上の説明ではユニット体２０、２１を屈曲させてベルト支持フレーム１の全外周長を中間転写ベルト２の内周より小さくなるようにしたが、これは屈曲だけに限らず、例えば図６に示したように、ベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さを伸縮できるようにしてもよい。この図６は、ベルト支持フレーム１におけるベルト搬送方向長さ伸縮構造を、ベルト支持フレームのベルト搬送面端部方向における側面から見た断面図であり、ベルト支持フレームの互いに接するユニット体２０、２１の一方、例えばユニット体２０に凸部７１を、逆側のユニット体２１に前記凸部７１を収容する凹部７０を設けると共に、凹部７０の開放端側に凸部７１を係止する部材７２とそれを押し上げるスプリング７３を設けたものである。このように構成したベルト搬送方向長さ可変構造において、無端ベルトをベルト支持フレーム１に装着、または取り外す際は、図６（Ａ）のように凸部７１を係止する部材７２をスプリング７３に抗して押し下げて凹部７０と凸部７１を嵌合させ、ベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さを短くして無端ベルトを装着する。そしてその後、前記凸部７１を凹部７０から引き出すとスプリング７３に押されて前記係止部材７２が凹部７１をふさぎ、凸部７１が係止されてベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さが所定長になる。
【００５２】
このようにすることにより、ユニット体を屈曲させることなく前記
ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法 ＜ ベルトの内周寸法
の関係を容易に得ることができ、ベルト交換用の機構の付加によるコストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。なおこの実施の形態の場合、図６をベルト支持フレームのベルト搬送面端部方向における側面から見た断面図として説明したが、この構造をベルト搬送面側の構造として構成してもよいことはもちろんである。
【００５３】
尚、以上の説明では、本実施の形態を無端中間転写ベルトを用いた場合に適用して説明してきたが、前記したように無端ベルトは画像形成装置において感光体ドラム、最終転写部材の搬送装置などにも使われており、こういった装置に適用しても同様な効果が得られることは明らかである。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれるベルト体ユニットは、各ユニット体の前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けているので、画像形成装置本体に装着されるために、組立て工程においても、また、メンテナンス時においても、前記無端ベルトもしくは無端転写ベルトが他の部材と接触して損傷することがない。
【００５５】
また、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成し、ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成しているので、ベルト支持ユニットが屈曲することによって、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されていても、屈曲状態における駆動ローラとテンションローラ間のベルト支持ユニットの寸法は短くなり、前記支持部が存在しても無端ベルトの楕円状若しくは三角状開口内に容易にベルト支持ユニットを挿入することができる。
【００５６】
また、無端ベルトの開口内にベルト支持ユニットの挿入のみでなく、前記支持部を設けたまま、前記ベルト支持ユニットを屈曲させて、一方側の前記支持部を前記無端ベルト側面開口にくぐらせて、前記ベルト支持ユニットに前記無端ベルトを容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるベルト支持フレームの構成の一例を説明するための図である。
【図２】 本発明にかかるベルト支持フレームに無端ベルトを組み込む場合を説明するための図である。
【図３】 本発明にかかるベルト支持フレームを中間転写ベルトの支持フレームに適用した場合の概略説明図である。
【図４】 図３におけるベルト支持フレームの支点部の拡大説明図である。
【図５】 本発明にかかるベルト支持フレームの屈曲状態を示した説明図である。
【図６】 本発明にかかるベルト支持フレームにおける伸縮構造の他の実施の形態を説明するための図である。
【図７】 タンデム型画像形成装置の概略断面図である。
【図８】 タンデム型画像形成装置における中間転写ベルト周りの構成概略を説明するための図である。
【図９】 従来のベルト支持フレームを説明するための図である。
【符号の説明】
１ ベルト支持フレーム
２ 中間転写ベルト
３ 駆動ローラ
４ テンションローラ
１７ ベルト支持体ユニット（ベルト支持ユニット）
２０、２１ ユニット体
２４、２５ ガイド部品（支持部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に係り、特に、無端ベルト状に形成されたベルト体ユニット、すなわち、感光体上に形成された画像を１次転写させるようにした中間転写ベルト、及び感光体上から直接に転写される記録媒体を搬送する無端ベルト状の搬送ベルト等において、組立、交換が容易に行えるような構造を有した画像形成装置及び、無端ベルトの組立方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置においては、感光体上に形成された画像を中間転写ベルト上に１次転写させた後に最終転写部材に２次転写させるように構成したもの、及び最終転写部材を無端ベルト状の転写部材搬送ベルトで搬送するように構成したもの等がある（以下、こういった無端ベルト状の中間転写ベルト、転写部材搬送ベルトなどを単に無端ベルトと略称する）。
【０００３】
例えば、中間転写ベルトを使ったいわゆるタンデム型画像形成装置においては、図８にその中間転写ベルト周辺における構成概略の一例を示したように、色数分の感光体ドラム９を中間転写ベルト２の進行方向に配列し、各感光体ドラム９上に中間転写ベルト２の送りに同期させてトナー像を形成することで中間転写ベルト２上に１次転写し、その後、最終転写部材６に２次転写して定着装置１４で定着するよう構成している。尚、この図８において、１０は現像装置、８は感光体ドラム９上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２に１次転写させるための１次転写ローラ、３は中間転写ベルト２の駆動ローラ、４はテンションローラ、５は２次転写ローラ７に対向して設けられたバックアップローラ、１３は中間転写ベルト２のクリーニング装置である。そしてこういった中間転写ベルト２を用いた画像形成装置においては、これら駆動ローラ３、テンションローラ４、１次転写ローラ８等を保持して中間転写ベルト支持ユニット９０を構成する。
【０００４】
このように構成したタンデム型画像形成装置は、各色の露光、現像、転写が平行して行われるため高速性に優れ、また、ベルトの経年変化、あるいは一定枚数以上の印刷によって中間転写ベルト２に寸法変化や破損に起因するコピートラブルが発生しても、この中間転写ベルト２のみを交換すればよいから経済的に構成できる。また、こういった無端ベルトは、このタンデム型画像形成装置における中間転写ベルトだけでなく、最終転写部材を転写部材搬送ベルトで搬送するようにしたもの等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こういった無端ベルトを用いた画像形成装置においては、前記した駆動ローラ３やテンションローラ４、バックアップローラ５、１次転写ローラ８を保持する中間転写ベルト支持ユニット９０（図９参照）へのベルトの組み込みや交換が困難であるという問題がある。すなわち、通常こういった中間転写ベルト２のような無端ベルトは、図９（Ａ）に９１で示したように筒状の無端ベルトとして構成されるが、このような筒状の無端ベルト９１を例えば前記中間転写ベルト支持ユニット９０へ組み込む場合、
ベルト支持ユニットのベルト接触面外周寸法 ＜ 無端ベルトの内周寸法
の関係が成立していないと組み込みができず、しかもこういった組み込み作業は、これらの無端ベルト９１に傷を付けないように細心の注意が必要で、作業者への負担も大きい。
【０００６】
そのため、ベルト支持ユニット９０のベルト接触面における外周寸法と無端ベルト９１の内周寸法は大きな寸法差を設けることが必要になるが、こういった無端ベルト９１には一定の張力を与えることが必要であり、このように寸法差を大きくした場合の撓みを取るため、図９（Ｂ）に示したように別途テンションローラ９２が必要になる。しかし、このようにテンションローラ９２を設置すると、設置スペースやテンションを加えるための機構が必要になり、無駄なスペースが生じると共に構造が複雑化し、構成部品点数が増える分重量が増えると共に高価になる。また、例えばこういった中間転写ベルト２の端面を保護するため、図９（ｃ）に示すように保護カバー２２、２３、２４、２５などを中間転写ベルト支持ユニット９０へ組み込む場合は、当然無端ベルト９１を組み込んだ後に取り付ける必要があり、部品公差も累積される。従って、メンテナンスやベルト支持ユニットのリサイクルのため、無端ベルトを取り外す際には必ずこれら保護カバー２２、２３、２４、２５を事前に取り外さねばならず、無駄な作業が生じてメンテナンス性が悪い。
【０００７】
こういったことに対処するため特開平８−１２３２９４号公報には、無端ベルトを収容したカートリッジにベルト交換用支持部材を設けると共に無端ベルトのテンションローラをバネに抗して移動可能に構成し、無端ベルトの交換に際してテンションローラを駆動ローラ側に移動させてベルト交換用支持部材で無端ベルトを保持し、無端ベルトを、ベルト交換用支持部材を有したカートリッジ毎交換できるようにした装置が示されている。
【０００８】
また、特許第３１７５６３１号公報には、２次転写装置を中間転写ベルト長手方向中心より定着装置とは反対側の下方に設置し、２次転写装置と定着装置との間隔を充分とると共に中間転写ベルトの蛇行規制用のローラを設け、中間転写ベルトの張力が適正に保たれるようにした画像形成装置が示されている。
【０００９】
しかしながら、この特開平８−１２３２９４号公報に示された装置は、ベルト交換に際してベルト交換用支持部材を有するカートリッジ毎交換する必要があり、機構が複雑であると共にカートリッジを構成するベルト交換用支持部材などの部品も廃棄されて不経済であり、地球環境保護の観点からも不利益をもたらす。また、特許第３１７５６３１号公報に示された構成では、蛇行規制用のローラが中間転写ベルトの走行域を拡大していて画像形成装置を小型に構成することができなくなると共に、蛇行規制用ローラを別途設ける必要があり、必然的に高価にならざるを得ない。
【００１０】
そのために、筒状の無端ベルトのベルト支持ユニットへの組み込みや交換に際し、複雑な構造を用いることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行えるようにし、作業者への負担を軽減すると共に低コストのベルト支持ユニットを有する画像形成装置が望まれている。
【００１１】
上述の事情に鑑み、本発明は、筒状の無端ベルトのベルト支持ユニットへの組み込みや交換に際し、複雑な構造を用いることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行えるようにし、作業者への負担を軽減すると共に低コストのベルト支持ユニットを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明においては、駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成するとともに、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けて前記ベルト支持ユニットを構成し、該ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成することによって、前記支持部間に、前記無端ベルトを着脱可能に構成し
更に前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記ローラ支持部材が位置固定可能な係合部を設け、該係合部同士の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットである。該ベルト支持ユニットには、感光体ベルトから直接に画像が転写される記録媒体を搬送する無端ベルト、または感光体ドラムから画像が転写される無端中間転写ベルト等が張設される。これらのベルトが張設されて、ベルト体ユニットを構成する。
【００１４】
そして、このベルト体ユニットは、画像形成装置本体に装着されるために、組立て工程においても、また、メンテナンス時においても、前記無端ベルトもしくは無端中間転写ベルトが他の部材と接触して損傷しないように、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けている。このように構成されたベルト体ユニットは、一時、載置面上に載置した際に、該支持部の前記無端ベルト表面より高い支持点が載置面に接触しても、無端ベルトに接触することがない。
【００１５】
また、ベルト体ユニットは、張設されたベルトが無端中間転写ベルトである場合は、記録媒体を搬送する無端ベルトの場合より耐久性が短く無端中間転写ベルトを容易に交換する必要があるにもかかわらず、無端中間転写ベルト表面より高い支持点を有する支持部の内側に、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されているので、このままでは無端中間転写ベルトの交換は無理である。
【００１６】
よって、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成し、
ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積が、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成しているので、
ベルト支持ユニットが屈曲することによって、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されていても、屈曲状態における駆動ローラとテンションローラ間のベルト支持ユニットの寸法は短くなり、前記支持部が存在しても無端ベルトの楕円状若しくは三角状開口内に容易にベルト支持ユニットを挿入することができる。
【００１７】
また、無端ベルトの開口内にベルト支持ユニットを挿入するのみでなく、前記支持部を設けたまま、前記ベルト支持ユニットを屈曲させて、一方側の前記支持部を前記無端ベルト側面開口にくぐらせて、前記ベルト支持ユニットに前記無端ベルトを容易に着脱することができる。
【００１８】
また、前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、
前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記テンションローラのテンション方向における移動規制幅を利用して係合かつ前記ローラ支持部材の位置固定可能な係合メス部とオス部を設け、該係合メス部とオス部の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われるように構成することも本発明の有効な手段である。
【００１９】
かかる技術手段によると、前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有した前記無端ベルトの周縁を保護する支持部の前記ローラ支持部材と対面する位置に、前記ローラ支持部材を設け、該ローラ支持部材を前記支持部に設ける。
そして、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記テンションローラのテンション方向における移動規制幅を利用して係合かつ前記ローラ支持部材の位置固定可能な係合メス部とオス部を設け、該係合メス部とオス部の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われるように構成しているので、前記係合メス部とオス部を用いて、前記ローラ支持部材を容易に前記支持部に組み立てることができる。
【００２０】
また、前記ローラ支持部材はテンションが付与されているので、前記係合メス部とオス部とが係合し、前記ローラ支持部材の前記支持部への装着状態を保持することができる。すなわち、テンションローラのテンション付与とともに、前記ローラ支持部材の前記支持部への装着状態の保持とを行うことができる。そして、簡単な機構で容易に前記ローラ支持部材を前記支持部に組み込むことができる。
【００２１】
また、前記ローラ支持部材のテンションローラに無端ベルトが張設することによって、前記ローラ支持部材への付テンションによってベルト支持ユニットを構成する各ユニット間を締結部品無しで一体化が可能であり、締結部品を削減してコストを下げることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。なお、同一構成要素には同一番号を付した。
【００２３】
図７は、タンデム型画像形成装置１８の概略断面図である。
【００２４】
図７の符号１は本実施の形態にかかるベルト支持フレーム（図１）で構成した中間転写ベルト２（図２）の支持フレーム、３はこのベルト支持フレーム１に設けられて中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ、４は同じくこのベルト支持フレーム１に設けられて中間転写ベルト２にテンションを加えるテンションローラ、５も同じくこのベルト支持フレーム１に設けられ、中間転写ベルト２上のトナー像を最終転写部材６に転写するための２次転写ローラ７に対向して設けられたバックアップローラ、８も同じくこのベルト支持フレーム１に設けられて感光体ドラム９に対向して設けられ、感光体ドラム９上のトナー像を中間転写ベルト２に転写させる１次転写ローラ、１３は中間転写ベルト２上の残留トナー（廃トナー）を清掃するクリーニング装置で、図示しないクリーニングブレードや掻き落としたトナーを排出するためのスクリューなどを含む。
ベルト支持フレーム１はこれら駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５、１次転写ローラ８、クリーニング装置１３等を備えて中間転写ユニット１６が構成される。
【００２５】
尚、クリーニング装置１３の下方には、廃トナー隔壁４９を介して廃トナー容器１９が配置され、廃トナー隔壁４９には廃トナー管３２が設けられ、該廃トナー管３２はクリーニング装置１３の図示しない廃トナー排出口の下方に延設している。
【００２６】
１０は現像装置、１１は露光ユニット、１２は現像剤容器で、タンデム型画像形成装置においてはこれら感光体ドラム９、現像装置１０、露光ユニット１１、現像剤容器１２、および感光体ドラム９の帯電装置、感光体ドラム９のクリーニング装置などで構成されるプロセスユニットが、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどの色数分、中間転写ベルト２の進行方向に配列される。
そして、感光体ドラム９、現像装置１０及び露光ユニット１１が一体的に設けられ画像形成ユニット５６を構成している。画像形成ユニット５６は図示しないハンドルが設けられ、該ハンドルを所定角度回動することで感光体ドラム９が中間転写ベルト２と離間するとともに、係止が解除され、画像形成ユニット５６を手前に引き出すことで取り出すことができるように構成されている。
【００２７】
図２に示すように、ベルト支持体ユニット１７は、ユニット体２０，２１で構成されるベルト支持フレーム１、中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ３、中間転写ベルト２にテンションを加えるテンションローラ４、バックアップローラ５、ガイド部品（保護カバー）２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ，Ｂ）で構成される。
【００２８】
図７に示すように、クリーニング装置１３の左下側には、給紙カセット１５から最終転写部材６上のトナー像を定着するための定着装置１４が配設されている。
尚、このうち定着装置１４は、この図７から明らかなように、定着装置１４からの熱を中間転写ベルト２やベルト支持フレーム１、及び現像装置１０等から遮るための断熱壁５７の左側に設けるとともに、該断熱壁５７に接触させてクリーニング装置１３を設け、さらに定着装置１４からの熱の影響を受けにくくして定着装置１４と２次転写ローラ７との距離を短くできるようにし、より小型の画像形成装置を構成できるようにしてある。
【００２９】
まず、このように構成したタンデム型画像形成装置１８の全体動作を説明する。
印刷指示によって図示していないＣＰＵが画像データを例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックなどに分ける。そして、それら各色の画像データを各色に対応した露光ユニット１１に送り、駆動ローラ３で駆動される中間転写ベルト２上の画像転写位置が各色に対応した感光体ドラム９の位置に達するタイミングに合わせて画像が形成されるよう、感光体ドラム９による帯電、露光ユニット１１による露光、現像装置１０による現像を行う。
【００３０】
そして、形成されたトナー像を１次転写ローラ８によって中間転写ベルト２に１次転写し、さらに給紙カセット１５から取り出された最終転写部材６に２次転写ローラ７で２次転写し、定着装置１４で定着して排紙する。そして、中間転写ベルト２に残った残留トナーは、クリーニング装置１３のクリーニングブレード（不図示）で掻き取ると共にスクリュー（不図示）で排出し、次の画像形成に備える。
【００３１】
次に、図２を用いてベルト支持体ユニット１７の詳細を説明する。同図において、該ベルト支持体ユニット１７は、ユニット体２０，２１で構成されるベルト支持フレーム１（図１）、駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５、ガイド部品２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ、Ｂ）で構成され、中間転写ベルト２を装着する以前のユニット体である。このベルト支持体ユニット１７は、図１に示すようにユニット体２１及び２０が水平状態と、図２に示すように両ユニット体がヘ字状に屈曲する状態とを取ることが可能である。
尚、２４、２５はベルト支持フレーム１に組み込まれたベルトの端部を保護するための板状のガイド部品（保護カバー）である。
【００３２】
図３はベルト支持体ユニット１７に中間転写ベルト２を装着して中間転写ユニット１６とした場合の概略説明図である。
同図において、ユニット体２１は２個の１次転写ローラ８を備え、その両側面には図２に示すようにガイド部品２５Ａ、２５Ｂが取り付けられている。
紙面手前側の４０Ａはテンションローラ保持部材であり、仮想線で示すガイド部品２６Ａとともにガイド部品２５Ａを構成する。
【００３３】
テンションローラ保持部材４０Ａはテンションローラ４の軸受３０と、開口部４０Ａａ、４０Ａｂ、後述するクリーニング装置１３の位置決め穴４０Ａｃ、半丸孔４０Ａｄ、接曲部４０Ａｅ、とを有して形成されている。
ガイド部品２６Ａの側面には、突起２６Ａａ，２６Ａｂが植設され、該突起をテンションローラ保持部材４０Ａの開口部４０Ａａ，４０Ａｂに挿入して、凹部２６Ａｃに配置されたスプリング４１の左端と接曲部４０Ａｅとを当接させることによって、テンションローラ保持部材４０Ａはスプリング４１の押圧力を接曲部４０Ａｅを介して受け、テンションローラ保持部材４０Ａが左方に移動して、左方への押圧力を有した状態でガイド部品２６Ａに取り付けることができる。
【００３４】
尚、保護カバー２８のガイド部品２６Ａへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａのガイド部品２６Ａへの取り付けと同じように、ガイド部品２６Ａの外側面に不図示の突起を、保護カバー２８に不図示の開口部に挿入することによって行われる。
【００３５】
紙面奥側にも手前側と同じ外径寸法でのガイド部品２６Ｂが配設され、該ガイド部品２６Ｂの側面には開口部が設けられ、スプリング４１が配置され、また、該側面にはテンションローラ保持部材４０Ｂ、保護カバー２８が配置される。そして、保護カバー２８は手前側と同じものを用いることができるが、手前側のテンションローラ保持部材４０Ａの半丸孔開口部４０Ａｄと同心状に、テンションローラ保持部材４０Ｂの開口部４０Ｂｄが丸孔で開設されている。
【００３６】
テンションローラ保持部材４０Ｂと保護カバー２８のガイド部品２６Ｂへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａと保護カバー２８のガイド部品２６Ａへの取り付けと同じで、テンションローラ保持部材４０Ｂは接曲部を介してスプリング４１の押圧力を受けて左方に移動した状態でガイド部品２６Ｂに取り付けることができる。
そして、紙面奥側のテンションローラ保持部材４０Ｂと、ガイド部品２６Ｂとともにガイド部品２５Ｂを構成する。
【００３７】
また、ユニット体２０は２個の１次転写ローラ８を備え、その両側面には図２に示すようにガイド部品２４Ａ、２４Ｂが取り付けられている。ガイド部品２４Ａには、保護カバー２９が取り付けられている。該保護カバー２９のガイド部品２４Ａへの取り付けは、テンションローラ保持部材４０Ａのガイド部品２６Ａへの取り付けと同じように、ガイド部品２４Ａの側面に不図示の突起を、保護カバー２９の不図示の開口部に挿入することによって行われる。そして、紙面奥側にも手前側と同じ外径寸法でのガイド部品２４Ｂが配設され、該ガイド部品２４Ｂの側面には保護カバー２９が配置される。
【００３８】
４２はユニット体２１に設けられた屈曲支点、４３はこの屈曲支点４２を回動させるときの支持面となる円形部と支点を嵌合させる溝部とを持つ支点受け部、４４は１次転写ローラ８を感光体９の方向に押圧するためのスプリングである。なお、この支点４２、支点受け部４３は図４の概略斜視図に示したように、まず支点受け部４３は、支点４２を回動させるときの支持面となる円形部５０と支点を嵌合させる溝部５１とを持ち、支点４２は、支点受け部４３の円形部５０と略同曲率の円形部５２、及び溝部５１に嵌合する平坦部５３とを有して構成されている。そしてこれら支点４２と支点受け部４３は、それぞれユニット体２０、２１に設けられた凹部４７、４８に配され、支点４２は長手方向両側を図示していないユニット体２１に設けられた保持部材に固着されている。
【００３９】
次に、ベルト支持体ユニット１７に中間転写ベルト２を装着する方法を説明する。上述したように、ベルト支持フレーム１（図１）は、中間転写ベルト２における搬送方向と直交する方向に例えば２つのユニット体２０、２１のように複数に分割できるように構成されている。
ユニット体２０には中間転写ベルト２を駆動する駆動ローラ３、１次転写ローラ８、１次転写ローラ８を押圧して中間転写ベルト２を感光体ドラム９に接触させるスプリング４４、ユニット体２１に設けた屈曲支点４２を受けてユニット体２０、２１を屈曲可能とする支点受け部４３を配している。
【００４０】
また、ユニット体２１には、テンションローラ４とバックアップローラ５、１次転写ローラ８、１次転写ローラ８を押圧して中間転写ベルト２を感光体ドラム９に接触させるスプリング４４、テンションローラ４を保持すると共に中間転写ベルト２の走行方向に移動可能に構成され、スプリング４１によって押圧されて保持したテンションローラ４が中間転写ベルト２にテンションを加えて張設させるテンションローラ保持部材４０Ａ、屈曲支点４２等が配設されている。
【００４１】
また、この中間転写ユニット１６は、２次転写ローラ７（図７）に対向するベルト支持のためのバックアップローラ５を、ガイド部材２６（Ａ，Ｂ）の端部に設けてあるが、このようにすることにより、ベルト支持フレーム１（図１）を中心付近で屈曲させることができ、ベルト支持フレーム１の全外周が中間転写ベルトの内周より最も小さくなる形での屈曲が可能となる。
【００４２】
さらに、最初に１次転写を行わせる１次転写ローラ８をテンションローラ４における下流側直後の位置に配しているが、このようにすることにより、最も張力が発生した撓みや斜行のない位置で均一な圧接力で転写を行うことができる。
【００４３】
そして、さらに支点４２と支点受け部４３は、図４に示したように、支点受け部４３が該支点受け部４３内で支点４２を回動させるときの支持面となる円形部５０と、支点４２の平坦部５３を嵌合させる溝部５１とを持ち、支点４２は、支点受け部４３の円形部５０と略同曲率の円形部５２、及び溝部５１に嵌合する平坦部５３とを有して構成されている。
また、ユニット体２０、２１は、支点４２上部のベルト側を直立面４５、４６としてあり、これら支点４２における平坦部５３が支点受け部４３における溝部５１に嵌合したとき、これら直立面４５、４６が相接するようにしてある。そのため支点４２が支点受け部４３の溝部５１に嵌合すると、ユニット体２０、２１はしっかりと位置規制されて一体となる。
【００４４】
そして、この支点４２は、ユニット体２０、２１を図５（Ａ）に示したように屈曲させたとき、屈曲の谷側にある支点４２が支点受け部４３における溝部５１との嵌合が外れて逃げ、今度は支点４２の円形部５２が支点受け部４３の円形部５０で挟持されて回動できるようになっている。そのため、ユニット体２０、２１は分離することなくこの支点受け部４３の円形部５０で挟持されて回動し、スムーズに屈曲させることができる。そしてこのユニット体２０、２１の屈曲角は、図５（Ｂ）に示したように、支点４２が支点受け部４３の円形部５０から外れる直前までの角度、すなわち屈曲によってユニット体２０の底面、または支点受け部４３の底面側がユニット体２０における凹部の底面側と接触し、それ以上屈曲させると支点４２が支点受け部４３から外れる角度である。
【００４５】
このようにすることによりユニット体２０、２１は、互いに分割できるにもかかわらず中間転写ベルト２を装着するときは連結したまま屈曲可能となり、前記図５に示したように、ベルト支持フレーム１（図１）の全外周長を中間転写ベルト２の内周より小さくなる方向に屈曲させることで、たとえ中間転写ベルト２の端部を保護するためのガイド部品２４（Ａ，Ｂ），２５（Ａ，Ｂ）が取り付けられた状態でもベルト支持フレーム１に組み込むことができる。
そのため、従来装置で行われていたようなベルト交換用支持部材を設けたカートリッジを用意したり、テンションローラをベルト支持フレームと離れたところに設置してベルト支持フレームとテンションローラによってベルトの内周寸法と合わせるなど、複雑な機構や画像形成装置そのものを大きくする構成をとる必要が無く、コストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。
【００４６】
このように構成しているので、テンションローラ保持部材４０Ａ，４０Ｂは、テンションローラ４を保持すると共にユニット体２１に設けられた溝内のスプリング４１によってベルト支持フレーム１における中間転写ベルト２の走行方向に移動可能に構成され、スプリング４１によって押圧されて保持したテンションローラ４が中間転写ベルト２にテンションを加え、中間転写ベルト２を張設する。
【００４７】
そして、本実施の形態においては、図１、図２に示したように、ベルト支持フレーム１を中間転写ベルト２における搬送方向と直交する方向に、例えば２つのユニット体２０、２１のように複数に分割できるよう構成し、さらにこれらユニット体２０、２１に中間転写ベルト２を支持して張設するための例えば駆動ローラ３、テンションローラ４、バックアップローラ５を配した。そしてさらに、このベルト支持フレーム１におけるユニット体２０、２１を、無端ベルトの撓み方向、すなわちベルト支持フレーム１の全外周長が中間転写ベルト２の内周より小さくなる方向に屈曲支点を谷側として屈曲可能とし、この状態で中間転写ベルト２をそのまま、たとえ中間転写ベルト２の端部を保護するためのガイド部品２５Ａ，２５Ｂ、２４Ａ，２４Ｂが取り付けられた状態でもベルト支持フレーム１に組み込めるようにした。このようにすることにより、ガイド部品２５Ａ，２５Ｂ、２４Ａ，２４Ｂはベルト支持フレーム１と一体部品にすることも可能で、部品点数の削減と組立によるバラツキが削減され、品質の安定化につながる。また、ベルトを容易に脱着できるため、装着だけでなく、分解時の離脱にも無駄な時間が省けてリサイクル性も考慮されたベルト支持フレームとなる。
【００４８】
尚、図２に示すように、中間転写ベルト２の一方側開口から図示しないガイドで三角状開口に保持して、他方側開口からベルト支持体ユニット１７を挿入することもできるが、無端中間転写ベルトもしくは無端ベルトを三角状開口、正三角状開口、楕円状開口として一方側を下に起立状態で載置させ、他方側開口からベルト支持体ユニット１を挿入してもよい。
【００４９】
また、この図１、図２に示したベルト支持フレーム１においては、ユニット体をユニット体２０、２１の２分割した場合を示したが、これは２分割のみに限らず、３分割以上にしてもよいことはもちろんであり、またユニット体２０に駆動ローラ３を、ユニット体２１にテンションローラ４、バックアップローラ５を配した場合を示したが、ベルトを支持できればよいからこのような構成に限定されないことも明らかである。
【００５０】
このようにベルト支持フレーム１を構成することにより、前記した
ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法 ＜ ベルトの内周寸法
の条件を満足させるため、従来装置で行われていたようなテンションローラを移動可能にすると共にベルト交換用支持部材を設けてベルトを支持し、それによって駆動ローラからベルトを取り外すようにしたカートリッジを用意したり、ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法をベルトの内周寸法より小さく構成し、テンションローラをベルト支持フレームと離れたところに設置してベルト支持フレームとテンションローラによってベルトの内周寸法と合わせるなど、複雑な機構や画像形成装置そのものを大きくする構成をとる必要が無く、コストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。
【００５１】
なお、以上の説明ではユニット体２０、２１を屈曲させてベルト支持フレーム１の全外周長を中間転写ベルト２の内周より小さくなるようにしたが、これは屈曲だけに限らず、例えば図６に示したように、ベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さを伸縮できるようにしてもよい。この図６は、ベルト支持フレーム１におけるベルト搬送方向長さ伸縮構造を、ベルト支持フレームのベルト搬送面端部方向における側面から見た断面図であり、ベルト支持フレームの互いに接するユニット体２０、２１の一方、例えばユニット体２０に凸部７１を、逆側のユニット体２１に前記凸部７１を収容する凹部７０を設けると共に、凹部７０の開放端側に凸部７１を係止する部材７２とそれを押し上げるスプリング７３を設けたものである。このように構成したベルト搬送方向長さ可変構造において、無端ベルトをベルト支持フレーム１に装着、または取り外す際は、図６（Ａ）のように凸部７１を係止する部材７２をスプリング７３に抗して押し下げて凹部７０と凸部７１を嵌合させ、ベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さを短くして無端ベルトを装着する。そしてその後、前記凸部７１を凹部７０から引き出すとスプリング７３に押されて前記係止部材７２が凹部７１をふさぎ、凸部７１が係止されてベルト支持フレーム１のベルト搬送方向長さが所定長になる。
【００５２】
このようにすることにより、ユニット体を屈曲させることなく前記
ベルト支持フレームのベルト接触面外周寸法 ＜ ベルトの内周寸法
の関係を容易に得ることができ、ベルト交換用の機構の付加によるコストの増加や作業者の負担を増加させることなく、またベルトを傷付けることなく、簡単、容易に組み込みや交換が行え、低コストのベルト支持フレームを有する画像形成装置を提供することができる。なおこの実施の形態の場合、図６をベルト支持フレームのベルト搬送面端部方向における側面から見た断面図として説明したが、この構造をベルト搬送面側の構造として構成してもよいことはもちろんである。
【００５３】
尚、以上の説明では、本実施の形態を無端中間転写ベルトを用いた場合に適用して説明してきたが、前記したように無端ベルトは画像形成装置において感光体ドラム、最終転写部材の搬送装置などにも使われており、こういった装置に適用しても同様な効果が得られることは明らかである。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれるベルト体ユニットは、各ユニット体の前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けているので、画像形成装置本体に装着されるために、組立て工程においても、また、メンテナンス時においても、前記無端ベルトもしくは無端転写ベルトが他の部材と接触して損傷することがない。
【００５５】
また、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成し、ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成しているので、ベルト支持ユニットが屈曲することによって、駆動ローラとテンションローラ間にテンションを有して張設されていても、屈曲状態における駆動ローラとテンションローラ間のベルト支持ユニットの寸法は短くなり、前記支持部が存在しても無端ベルトの楕円状若しくは三角状開口内に容易にベルト支持ユニットを挿入することができる。
【００５６】
また、無端ベルトの開口内にベルト支持ユニットの挿入のみでなく、前記支持部を設けたまま、前記ベルト支持ユニットを屈曲させて、一方側の前記支持部を前記無端ベルト側面開口にくぐらせて、前記ベルト支持ユニットに前記無端ベルトを容易に着脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかるベルト支持フレームの構成の一例を説明するための図である。
【図２】 本発明にかかるベルト支持フレームに無端ベルトを組み込む場合を説明するための図である。
【図３】 本発明にかかるベルト支持フレームを中間転写ベルトの支持フレームに適用した場合の概略説明図である。
【図４】 図３におけるベルト支持フレームの支点部の拡大説明図である。
【図５】 本発明にかかるベルト支持フレームの屈曲状態を示した説明図である。
【図６】 本発明にかかるベルト支持フレームにおける伸縮構造の他の実施の形態を説明するための図である。
【図７】 タンデム型画像形成装置の概略断面図である。
【図８】 タンデム型画像形成装置における中間転写ベルト周りの構成概略を説明するための図である。
【図９】 従来のベルト支持フレームを説明するための図である。
【符号の説明】
１ ベルト支持フレーム
２ 中間転写ベルト
３ 駆動ローラ
４ テンションローラ
１７ ベルト支持体ユニット（ベルト支持ユニット）
２０、２１ ユニット体
２４、２５ ガイド部品（支持部）
Claims (3)
- 駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成するとともに、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けて前記ベルト支持ユニットを構成し、該ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成することによって、前記支持部間に、前記無端ベルトを着脱可能に構成し
更に前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記ローラ支持部材が位置固定可能な係合部を設け、該係合部同士の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われることを特徴とする画像形成装置のベルト支持ユニット。 - 駆動ローラとテンションローラ間に無端ベルトが張設される画像形成装置のベルト支持ユニットにおいて、上下面に前記無端ベルトが張設される複数のユニット体を備え、該ユニット体を前記無端ベルトを搬送する方向に連結し、各ユニット体間の張設方向における連結状態から前記無端ベルトの撓み方向に屈曲可能に構成するとともに、前記各ユニット体のそれぞれの前記無端ベルト搬送方向両側側面に、前記無端ベルト張設時に前記無端ベルト表面より高い支持点を有し前記無端ベルトの周縁を保護する支持部をそれぞれ設けて前記ベルト支持ユニットを構成し、該ベルト支持ユニットが屈曲状態で、前記支持部側面側から投影される前記ベルト支持ユニットの外縁線で区画された面積を、前記無端ベルト周径が形成する側面面積より小さく構成することによって、前記支持部間に、前記無端ベルトを着脱可能に構成し、
更に前記テンションローラを支持するローラ支持部材を備え、該ローラ支持部材を前記支持部に設けるとともに、前記支持部と前記ローラ支持部材とが互いに対面する位置における前記支持部材及び前記支持部それぞれに、前記テンションローラのテンション方向における移動規制幅を利用して係合かつ前記ローラ支持部材が位置固定可能な係合メス部とオス部を設け、該係合メス部とオス部の係合及び位置固定が前記テンションローラのテンション方向の移動域で行われることを特徴とする画像形成装置のベルト支持ユニット。 - 前記無端ベルトは、記録媒体を搬送する搬送ベルトで構成するか、若しくは感光体からの画像が転写される中間転写ベルトで構成することを特徴とする請求項１若しくは２に記載の画像形成装置のベルト支持ユニット。
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