JP3711437B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関する。特に、その像担持体ベルトの張架構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像に現像剤であるトナーを付与して可視像(トナー像)とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の記録材に転写させる転写手段とを有している。
【0003】
感光体としては、ドラム状のものの他ベルト状のものが知られている。
【0004】
また、転写手段としては、感光体上に形成されたトナー像が転写(一次転写)され、このトナー像をさらに用紙等の記録材に転写(二次転写)する中間転写ベルトが知られている。
【0005】
これら像担持体ベルト(感光体ベルトあるいは中間転写ベルト等)は、複数本のローラ間に張架されて循環駆動されるようになっており、複数本のローラのうち少なくとも1本のローラは、ベルトに張力を付与するためのテンションローラとして構成されている。
【0006】
そして従来、上記テンションローラは、その両端が共通の支持部材によって支持されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術では、テンションローラの両端が共通の支持部材によって支持されていたので、ベルトに対する付勢力が、テンションローラの一端側と他端側とで大きく異なることがあり、これが像担持体ベルトの蛇行の原因となっていた。
【0008】
像担持体ベルトが蛇行すると、形成される画像に乱れが生じる。特に、像担持体ベルト上に複数色の画像を重畳してカラー画像を形成する場合には、各色の画像間に位置ズレが生じるために綺麗な画像が得られなくなる。
【0009】
本発明の目的は、以上のような問題を解決し、像担持体ベルトの蛇行を軽減して、綺麗な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1記載の画像形成装置は、少なくとも1本のテンションローラを含む複数のローラ間に張架されて循環駆動される像担持体ベルトと、前記テンションローラの両端をベルトの張り方向に付勢する付勢手段とを有する画像形成装置であって、
前記テンションローラの両端が相互に独立して懸架されているとともに、前記付勢手段が前記両端に関して共通の付勢手段で構成されていることを特徴とする。
【0011】
【作用効果】
請求項1記載の画像形成装置によれば、テンションローラの両端が相互に独立して懸架されているので、テンションローラによる像担持体ベルトに対する付勢力が、テンションローラの一端側と他端側とで大きく異なるということがなくなる。
【0012】
したがって、像担持体ベルトの蛇行が軽減され、綺麗な画像を得ることが可能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略図である。
【0015】
先ず、この画像形成装置の概要について説明し、次いで、主として中間転写ユニットおよびその中間転写ベルトの懸架構造について詳しく説明する。
【0016】
この画像形成装置300は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナーによる現像器を用いてフルカラー画像を形成することのできる装置である。
【0017】
図1において、301は装置本体のケースであり、このケース301内に、露光ユニット302、給紙装置310、感光体ユニット320、現像ユニット330、中間転写ユニットTU、定着ユニット340、およびこの装置全体の制御を行なう制御ユニット(図示せず)、等が設けられている。
【0018】
感光体ユニット320は、感光体321と、帯電手段としての帯電ローラ322と、クリーニング手段323とを有している。感光体321は、画像形成時に、図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【0019】
感光体321の周りに、その回転方向に沿って、前記帯電ローラ322、現像手段としての現像器331(Y,C,M,K)、中間転写ユニットTU、および前記クリーニング手段323が配置されている。
【0020】
帯電ローラ322は、感光体321の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体321の外周面には、露光ユニット302によって所望の画像情報に応じた選択的な露光L1がなされ、この露光L1によって感光体321上に静電潜像が形成される。
【0021】
この静電潜像は、現像ユニット330の現像器331でトナーが付与されて現像される。
【0022】
現像ユニット330は、現像手段として、イエロー用の現像器331Y、シアン用の現像器331C、マゼンタ用の現像器331M、ブラック用の現像器331Kを備えている。これら各現像器331(Y,C,M,K)は、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵している。また、それぞれ現像ローラ332を備えており、図示しない接離機構によって、画像形成時にはいずれか1つの現像器の現像ローラのみが感光体321に当接し得るようになっている。したがって、これらの現像器331は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感光体321の表面に付与して感光体321上の静電潜像を現像する。
【0023】
現像されたトナー像は、中間転写ユニットTUの中間転写ベルト160上に転写される。
【0024】
クリーニング手段323は、上記転写後に、感光体321の外周面に残留し付着しているトナー(図示せず)を掻き落とすクリーニングブレード324を備えている。
【0025】
中間転写ユニットTUは、後に詳しく説明するように、駆動ローラ110と、4本の従動ローラ120,130,140,150と、これら各ローラ間に循環可能に張架された像担持体ベルトとしての無端状の中間転写ベルト160と、この中間転写ベルト160に対して接離可能なクリーニング手段170と、二次転写ローラ180とを有している。
【0026】
駆動ローラ110は、その端部に固定された図示しない歯車が、感光体321の駆動用歯車(図示せず)と噛み合うことによって、感光体321と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト160が感光体321と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
【0027】
従動ローラ150は、駆動ローラ110との間で中間転写ベルト160がそれ自身の張力によって感光体321に圧接される位置に配置されており、感光体321と中間転写ベルト160との圧接部において一次転写部T1が形成されている。
【0028】
駆動ローラ110には、中間転写ベルト160を介して図示しない電極ローラが配置されており、この電極ローラを介して、中間転写ベルト160に一次転写電圧が印加される。
【0029】
従動ローラ120はテンションローラであり、後述する付勢手段によって中間転写ベルト160をその張り方向に付勢している。
【0030】
従動ローラ130は、二次転写部T2を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ130には、中間転写ベルト160を介して二次転写ローラ180が対向配置されている。
【0031】
二次転写ローラ180は、図示しない接離機構により中間転写ベルト160に対して接離可能である。二次転写ローラ180には、二次転写電圧が印加される。
【0032】
クリーニング手段170は、中間転写ベルト160と接触してその外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーニングブレード171と、このクリーニングブレード171によって掻き落とされたトナーを受ける受け部172とを備えている。このクリーニング手段170のブレード171は、後述する接離機構によって中間転写ベルト160に対して接離可能である。
【0033】
従動ローラ140は、ブレード171のためのバックアップローラである。
【0034】
中間転写ベルト160が循環駆動される過程で、一次転写部T1において、感光体321上のトナー像が中間転写ベルト160上に転写され、中間転写ベルト160上に転写されたトナー像は、二次転写部T2において、二次転写ローラ180との間に供給される用紙等のシート(記録材)Sに転写される。
【0035】
シートSは、給紙装置310から給送され、ゲートローラ対Gによって所定のタイミングで二次転写部T2に供給される。311は給紙カセット、312はピックアップローラ、313はシートの重送を防止する分離ローラ対である。
【0036】
二次転写部T2でトナー像が転写されたシートSは、定着ユニット340を通ることによってそのトナー像が定着され、排紙経路350を通って、装置本体のケース301上に形成されたシート受け部303上に排出される。
【0037】
定着ユニット340は、熱源を有する定着ローラ341と、これに圧接されている加圧ローラ342とを有している。
【0038】
なお、この画像形成装置は、排紙経路350として、互いに独立した2つの排紙経路351,352を有しており、定着ユニット340を通ったシートはいずれかの排紙経路(351または352)を通って排出される。また、この排紙経路351,352はスイッチバック経路をも構成しており、シートの両面に画像を形成する場合には、排紙経路351または352に一旦進入したシートが、返送路353を通って再び二次転写部T2に向けて給送されるようになっている。
【0039】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
【0040】
(i)図示しないホストコンピュータ等(パーソナルコンピュータ等)からの印字指令信号(画像形成信号)が画像形成装置の図示しない制御部に入力されると、後述するようにしてテンションローラ120が動き、中間転写ベルト160が張架状態となる。次いで、感光体321、現像器331の各ローラ332、および中間転写ベルト160が回転駆動される。
【0041】
(ii)感光体321の外周面が帯電ローラ322によって一様に帯電される。
【0042】
(iii)一様に帯電した感光体321の外周面に、露光ユニット302によって第1色目(例えばイエロー)の画像情報に応じた選択的な露光L1がなされ、第1色目(例えばイエロー)用の静電潜像が形成される。
【0043】
(iv)感光体321には、第1色目(例えばイエロー)用の現像器331Yの現像ローラのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第1色目(例えばイエロー)のトナー像が感光体321上に形成される。
【0044】
(v)中間転写ベルト160には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体321上に形成されたトナー像が、一次転写部T1において中間転写ベルト160上に転写される。このとき、二次転写ローラ180およびベルトクリーニング手段170は、中間転写ベルト160から離間している。
【0045】
(vi)感光体321上に残留しているトナーが感光体クリーニング手段323によって除去された後、除電手段304からの除電光L2によって感光体321が除電される。
【0046】
(vii)上記(ii)〜(vi)の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第2色目、第3色目、第4色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト160上において重ね合わされて中間転写ベルト160上に形成される。
【0047】
(viii)所定のタイミングで給紙装置310からシートSが供給され、シートSの先端が二次転写部T2に達する直前にあるいは達した後に(要するにシートS上の所望の位置に、中間転写ベルト160上のトナー像が転写されるタイミングで)二次転写ローラ180が中間転写ベルト160に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト160上のトナー像(基本的には4色のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像)がシートS上に転写される。また、ベルトクリーニング手段170が中間転写ベルト160に当接し、二次転写後に中間転写ベルト160上に残留しているトナーが除去される。
【0048】
(ix)シートSが定着ユニット340を通過することによってシートS上にトナー像が定着し、その後、シートSが所定の位置に向け(両面印刷でない場合にはシート受け部303に向け、両面印刷の場合には、スイッチバック経路351または352を経て返送路353に向け)搬送される。
【0049】
以上、画像形成装置の概要について説明したが、次に主として中間転写ユニットTUおよびその中間転写ベルトの張架構造の詳細について説明する。
【0050】
図2は中間転写ユニットTUおよび、このユニットTUを着脱可能に装着するために画像形成装置300に設けられた受けフレーム400およびそのスライドフレーム410を示す斜視図、図3は主として中間転写ユニットTUを示す一部省略正面図、図4はテンションが解除された状態の中間転写ユニットTUを示す一部省略背面図である。
【0051】
前述したように中間転写ユニットTUは、駆動ローラ110と、4本の従動ローラ120,130,140,150と、これら各ローラ間に循環可能に張架された無端状の中間転写ベルト160と、この中間転写ベルト160に対して接離可能なクリーニング手段170(図2,図3においては省略してある)と、二次転写ローラ180とを有している。
【0052】
この中間転写ユニットTUは、図5に示すように、第1ユニットU1と第2ユニットU2とを有しており、第2ユニットU2は図6に示すように第1ユニットU1の中空部103に挿入されることによって第1ユニットU1に対し着脱可能に装着される。したがって、中間転写ベルト160を交換するには、第1ユニットU1のみを交換すれば良いようになっている。
【0053】
第1ユニットU1は、フレーム100を有しており、このフレーム100の側板101,101’によって、前述した駆動ローラ110と、テンションローラ120を除く3本の従動ローラ130,140,150,および二次転写ローラ180とが回転可能に支持されている。
【0054】
図4に示すように、クリーニング手段170は、前述したクリーニングブレード171と、このクリーニングブレード171によって掻き落とされたトナーを受ける受け部172と、受け部172のトナーを搬送する搬送スクリュー173とを備えており、これらはユニットとして構成されている。174は、そのユニットのケースであり、このケース174の上部に取付部材175を介してクリーニングブレード171が取り付けられている。受け部172はケース174の略半円筒部分によって形成されている。ケース174の両端部(図4の紙面と直交する方向において両端部)は円筒状(174a)に形成されており、この円筒部174aに軸受部材176を介して搬送スクリュー173の軸173aの両端部分が回転可能に支持されている。ケース174は、その両端の円筒部174a,174aが、フレーム100の側板101,101’(図2参照)に形成された受け穴108,108に図示しない軸受部材を介して嵌まり合うことによってフレーム100に対して前記円筒部174a回りに回動可能に支持されている。ケース174の両端上部と、フレーム100の側板101,101’(図2参照)内側に屈曲形成されたバネ掛部109,109との間にはそれぞれ引っ張りバネ177(図4参照)が張架されており、このバネ177,177(図4において一方のみ図示)の付勢力によって、ケース174はクリーニングブレード171を中間転写ベルト160に圧接する方向(図4において反時計方向)に常時付勢されているが、クリーニングブレード171の圧接は接離機構によって規制されるようになっている。接離機構は、受けフレーム400側に設けられたカム305と、このカム305に当接するケース174の当接部174bと、前記バネ177とで構成されている。カム305は、画像形成装置300本体側に設けられた図示しない駆動手段によって回転駆動されるようになっており、図4に示すように、その小径部305aがケース174の当接部174bに対して当接することなく対向するとき、ケース174がその円筒部174aを中心としてバネ177の付勢力で反時計方向に回動し、バネ177の付勢力でクリーニングブレード171が中間転写ベルト160に圧接される。また、図4に示す状態からカム305がおよそ120゜回転してその大径部305bがケース174の当接部174bに当接すると、ケース174がその円筒部174aを中心としてバネ177の付勢力に抗して時計方向に回動し、クリーニングブレード171が中間転写ベルト160から離間することとなる(離間した状態は図示していない)。
【0055】
図3に示すように、フレーム100は、側板101,101’を連結している断面略逆凹形状の連結板102を有しており、この連結板102の存在によって構造上十分な強度を有している。すなわち、フレーム100は中間転写ベルト160の下方に位置する底板を有していないが、強度的には十分なものとなっている。
【0056】
側板101,101’も側面視略逆凹形状をなしていることから、これら側板101,101’および連結板102の凹所(103)で、第2ユニットU2を受け入れるための中空部103が形成されている。
【0057】
後に詳しく説明するが、図3に示すように、第2ユニットU2は、フレーム200と、テンションローラ(従動ローラ)120と、このテンションローラ120により中間転写ベルト160に張力を付与する張力付与手段220と、中間転写ベルト160の張力を解除し得るテンション解除手段240とを有している。
【0058】
したがって、第2ユニットU2が第1ユニットU1に装着された状態で、中間転写ベルト160は、図3に示すように、各ローラ110〜150によって張架され得るし、図8および図4に示すようにそのテンションが解除され得る。
【0059】
図7は第2ユニットU2を示す一部省略右側面図である。
【0060】
図3〜図7に示すように、張力付与手段220は、テンションローラ120の両端を回転可能に支持する一対のレバー221,221と、これらレバー221,221を図3において矢印a方向(テンションローラ120の両端をベルト160の張り方向に付勢する方向)に付勢する付勢手段としての引っ張りバネ222(図5,図7参照)とを有している。
【0061】
図3〜図5に示すように、一対のレバー221,221は、正面視略L字形であり、フレーム200の側板201,201’に軸202(図3参照)でそれぞれ相互に独立して回動可能に支持されている。レバー221の一端221aにはテンションローラ120の軸121(図5参照)の端部が回転可能に連結されており、他端221bには、ワイヤ223を介して前記引っ張りバネ222が連結されている。図5、図6に示すように、ワイヤ223は、レバー221の他端221bに連結され、後述するテンション解除手段240の揺動フレーム241の天板241aに回転可能に軸支されたプーリ224により方向が90゜転換されて引っ張りバネ222の一端に連結されている。すなわち、テンションローラ120の両端は一対のレバー221,221によって相互に独立して懸架されている。また、この実施の形態では、相互に独立して回動可能な一対のレバー221の他端221bが、一本の引っ張りバネ222の両端にワイヤ223を介してそれぞれ連結されているので、各レバー221は引っ張りバネ222による同一(共通の)のバネ力で図3の矢印a方向に付勢されるようになっている。また、各レバー221の回動角度が異なっている場合でも、各レバーに作用する矢印a方向への付勢力は、同一となる。
【0062】
図3〜図5に示すように、テンション解除手段240は、フレーム200の側板201,201’に対して、前記レバー221と同軸202で揺動可能に支持された前記揺動フレーム241と、この揺動フレーム241を図3において矢印b方向(反時計方向)に付勢している引っ張りバネ242,242(図3,図4においてそれぞれ一方のみ図示)とを有している。揺動フレーム241は、前記天板241aと、その両端を屈曲して形成した一対の側板241b,241bとを有しており、天板241aの両端部分に形成されたバネ掛部241c,241c(図7参照)と、フレーム200の側板201,201’の内面に設けられたバネ掛部201a,201a(図3,図4においてそれぞれ一方のみ図示)との間に前記引っ張りバネ242がそれぞれ張架されていることによって、前記軸202回り(図3において反時計方向)に付勢されている。
【0063】
側板241b,241bの内面には、それぞれカムフォロア243(図7参照)が軸243aで回転可能に設けられており、このカムフォロア243がカム244とそれぞれ当接する。
【0064】
図4、図7に示すように、カム244は、電磁クラッチ245からの出力軸(カム軸)246に固定されている。電磁クラッチ245は、図4に示すように、そのケース245aに設けられた一対の係合片245bの間に、フレーム200の側板201,201’を連結している連結板207(図10参照)の内面側に設けられた図示しない係合部が挿入される(係合される)ことによって出力軸246回りの回転が規制されている。図7に示すように、電磁クラッチ245の円板状の回転角度規制部材245cにはギア247が固定されており、このギア247にギア248が噛み合っている。ギア248は、前記連結板207(図10参照)に設けられた支持板207a(図7参照)と前記側板201’とで回転可能に支持された軸248aに固定されており、この軸248aの外端部に、動力受け入れ用のギア249が固定されている。なお、電磁クラッチ245の出力軸246は、前記回転角度規制部材245cおよびギア247を貫通しており、これら回転角度規制部材245cおよびギア247とは独立して回動する。また、これら電磁クラッチ245,出力軸246,ギア247,およびカム244,244は、予め組み立てられた状態で、側板201,201’に形成されたスリット203,203(図3〜図5参照)に、出力軸246の両端部を、これに図示しない軸受部材を装着した状態で入れ込むことによってフレーム200に組み込まれる。
【0065】
動力受け入れ用のギア249は、図3および図4に示すように第2ユニットU2が第1ユニットU1に装着された状態の中間転写ユニットTUが、後述するようにして受けフレーム400に装着されたとき、受けフレーム400側に設けられた図示しないギアと噛み合い、このギアを介して装置本体の図示しない駆動手段からの動力を受けるようになっている。
【0066】
すなわち、カム244は、中間転写ユニットTUが装置本体に装着されたとき、図示しない駆動手段によって、ギア249,248,ギア247,電磁クラッチ245,およびその出力軸246を介し、電磁クラッチ245の作用により、図3または図4に示す位置に回動駆動される。
【0067】
図3に示すようにカム244は大径部244aと小径部244bとを有しており、同図に示すようにその大径部244aがカムフォロア243と当接しているとき、揺動フレーム241が引っ張りバネ242の付勢力に抗し図3において時計方向に回動して同図に示すような状態となり、張力付与手段220の引っ張りバネ222の付勢力によってテンションローラ120が中間転写ベルト160を内方から押圧する。これによって、中間転写ベルト160にテンションが付与され、駆動ローラ110で中間転写ベルト160が循環駆動され得る状態となる。
【0068】
一方、図8および図4に示すようにカム244が回動し、その小径部244bがカムフォロア243と当接すると、揺動フレーム241が引っ張りバネ242の付勢力により図8において反時計方向に回動して同図に示すような状態となる。この際、張力付与手段220の引っ張りバネ222は依然としてレバー221を時計方向に付勢しているが、揺動フレーム241が反時計方向に回動することによりレバー221は揺動フレーム241の天板241aと当接することで時計方向(矢印a方向)への回動が規制され、結果としてテンションローラ120が中間転写ベルト160から離間することとなる。これによって、中間転写ベルト160のテンションが解除されることとなる。
【0069】
この実施の形態では、装置300の電源が入れられた状態で前述した画像形成信号が入力されるとカム244が図3に示すように回動して中間転写ベルト160を張架状態とし、画像形成動作が終了して所定時間経過すると、カム244が図8で示すように回動して中間転写ベルト160の張架状態が解除されるようになっている。なお、装置300の電源が入れられた際にカム244が図3に示すように回動して中間転写ベルト160を張架状態とし、装置の電源が切られたときに、カム244が図8で示すように回動して中間転写ベルト160の張架状態が解除されるようにしても良い。
【0070】
図9は中間転写ベルト160およびローラ110〜150の概略的な展開図である。
【0071】
同図および図3に示すように、中間転写ベルト160には、その両側縁部裏面にビード161が設けられており、中間転写ベルト160が蛇行しようとしたときに、ビード161の内側面162がバックアップローラ130の端面131に当接することによって中間転写ベルト160の蛇行が防止されるようになっている。別言すれば、バックアップローラ130はビード規制ローラを構成している。
【0072】
したがって、仮に何等の手段も講ぜられていないとしたならば、上述したようにして中間転写ベルト160のテンションが解除されて中間転写ベルト160が弛んだ際、ビード161がビード規制ローラ130の端面131から外れてしまうおそれがある。
【0073】
そこで、この実施の形態では、図3および図5等に示すように、フレーム100の側板101,101’におけるビード規制ローラ130近くの部位を内方に屈曲して舌片状に形成し、この舌片104,104を、弛んだ際の中間転写ベルト160の表面両側縁部に軽く当接させることによって、ビード規制ローラ130近くにおける弛みを規制し、ビード161がビード規制ローラ130の端面131から外れることを防止している。
【0074】
第1ユニットU1に対する第2ユニットU2の装着構造は、適宜の構造を採用し得る。
【0075】
例えば、図10に示すように、第2ユニットU2のフレーム200の先端(挿入方向先端)両側に一対のピン204,204を設けるとともに、第1ユニットU1におけるフレーム100の連結板102の両内側面には前記ピン204を上下方向から規制して案内するガイドレール105,105を設ける。このガイドレール105は、そのガイド溝105aの幅が先端部でテーパ状に先細り(後述するガイドレール401(図14,図15参照)の先端部401a1と実質的に同様な形状)となっており、終端部でピン204の外径と同一寸法となっている。また、図2、図5および図6に示すように、第2ユニットU2のフレーム200の後端(挿入方向後端)側の側板201の上部にフック205を設けるとともに、第1ユニットU1におけるフレーム100の一方の側板101の前記フック205との対向部にはフック205との係合部106を設ける。さらに、前記側板201の上部両端には一対の位置決めピン206,206を設けるとともに、第1ユニットU1の前記側板101には、ピン206,ピン206との係合穴107,107を設ける。フック205は図示しないバネにより係合部106と係合する方向に常時付勢されているが、摘み205aを持って係合部106との係合を解除し得るように構成する。第2ユニットU2を第1ユニットU1に装着するには、第2ユニットU2先端のピン204,204を第1ユニットU1のガイドレール105,105に入れるようにして第2ユニットU2を第1ユニットU1の中空部103に挿入する(図6参照)。この挿入により、第2ユニットU2のフック205は、これが第1ユニットU1の係合部106に達すると、その傾斜部205bが係合部106に当接することで前記バネ力に抗して回動しつつ係合部106を乗り越えるようにして係合部106と係合する。また同時に、第2ユニットU2のピン204がガイドレール105の先端部に達して前述した先細りの溝105aのその先端部分と係合して位置決めがなされるとともに、前記位置決めピン206,206が第1ユニットU1の係合穴107に嵌まり合うことによって第1ユニットU1と第2ユニットU2との位置決めが完全になされて装着が完了する。第2ユニットU2を第1ユニットU1から取り外すには、摘み205aを持ってフック205と係合部106との係合を解除し、第2ユニットU2を第1ユニットU1から引き抜けば良い。
【0076】
第2ユニットU2の第1ユニットU1に対する抜き差しは、テンション解除手段240が作動状態、すなわち、カム244の小径部244bがカムフォロア243と当接している状態(図8参照)で行なう。カム244の大径部244aがカムフォロア243と当接している非作動状態(図3参照)で行なおうとすると、テンションローラ120と中間転写ベルト160内面との間に摺接抵抗が生じ、その抵抗が大きいことから、第2ユニットU2の第1ユニットU1に対する抜き差しが困難になるからである。なお、後述するように、第2ユニットU2を抜く際には自動的にテンション解除手段240が作動状態(図8参照)となっていることとなる。
【0077】
以上のような中間転写ユニットTUは、図2に示すように、画像形成装置300の本体側に設けられた受けフレーム400に上方から着脱可能に装着される。
【0078】
受けフレーム400は、画像形成装置300本体のフレーム300F1(図14参照)に固定された略水平方向に伸びる一対のガイドレール401,401と、このガイドレール401,401に対してスライド可能に取り付けられたスライドフレーム410とを有している。
【0079】
スライドフレーム410は、一対の側板411,411’と、これら側板同士をその一端側で連結している連結部材412と、側板同士をその他端側で連結している連結板413とを有しているが、底板は有していない。
【0080】
側板411,411’にはそれぞれ、外側に突出している前後のピン411a,411bが設けられており、これらのピンがガイドレール401の案内溝401aで案内されることによってスライドフレーム410がガイドレール401に沿って略水平方向(中間転写ユニットTUのローラ110〜150の軸線方向と直交する略水平方向)にスライド可能となっている。案内溝401aの先端部401a1(図14,図15参照)の溝幅は、位置決めのために、前位のピン411aの直径と同じに形成されている。
【0081】
中間転写ユニットTUの一方の側板101には外側に突出している第1の位置決めピン101aと第2の位置決めピン101bとが設けられている。第1の位置決めピン101aは側板101に直接固定されているが、第2の位置決めピン101bは固定片101fを介して第1の位置決めピン101aと直交する方向に向けて固定されている。また、他方の側板101’の外側には前記第1の位置決めピン101aと同方向に向かう第3、第4の位置決めピン101c,101dが固定されている。
【0082】
一方、スライドフレーム410の側板411の内面には、前記第1、第2の位置決めピン101a,101bの受け部414a,414bが設けられており、他方の側板411’の内面には、前記第3、第4の位置決めピン101c,101dの受け部414c,414dが設けられている。これら受け部414(a,b,c,d)は、図11にも示すように、それぞれ対応する位置決めピンの受け溝414a1,414b1,414c1,414d1を有している。これら受け溝の溝幅はそれぞれ、上部においては各ピンの外径よりも十分に広く形成され、下部に向かって徐々に細くなるように形成されている。受け溝414a1,414b1,414c1の下端部414a2,414b2,414c2の溝幅は対応する位置決めピン101(a,b,c)の外径と同一に形成されており、受け溝414d1の下端部414d2の溝幅は対応する位置決めピン101dの外径よりも多少大きく形成されている。
【0083】
中間転写ユニットTUのスライドフレーム410への装着は、中間転写ユニットTUの各位置決めピンをスライドフレーム410の各受け溝に入れるようにして中間転写ユニットTUをスライドフレーム410内に上方から入れ込むことによってなされる。各受け溝の溝幅は上部において各ピンの外径よりも十分に広く形成されているので、装着作業は容易に行なうことができる。
【0084】
中間転写ユニットTUがスライドフレーム410へ装着された状態を図12および図13に示す。
【0085】
これらの図に示すように、中間転写ユニットTUがスライドフレーム410へ装着された状態では、位置決めピン101(a,b,c)が、対応する受け溝の下端部414a2,414b2,414c2と密に嵌まり合い、位置決めピン101dがその受け溝の下端部414d2と緩く嵌まり合うことによって、図12におけるX,Y,Z方向の位置決めがなされる。より詳しくは、位置決めピン101a,101cと、これに対応する受け溝の下端部414a2,414c2との係合によってX方向の位置決めがなされ、4本の位置決めピンと、これに対応する受け溝の底辺部との当接によってY方向の位置決めがなされ、位置決めピン101bと、これに対応する受け溝の下端部414b2との係合によってZ方向の位置決めがなされる。位置決めピン101dと、その受け溝の下端部414d2とが、緩く嵌まり合う構成となっているので、中間転写ユニットTUのフレーム100、およびスライドフレーム410に多少の製造誤差があっても上記位置決めは円滑になされる。
【0086】
以上のようにして中間転写ユニットTUがスライドフレーム410に装着されると、スライドフレーム410に設けられた図示しない動力伝達ギアに、前述したテンション解除手段240の動力受け入れ用のギア249(図4,図7参照)が噛み合うようになっている。
【0087】
図14に示すように、この実施の形態の画像形成装置300は第1フレーム300F1と、正面視略L字形の第2フレーム300F2とを有しており、第2フレーム300F2が第1フレーム300F1に対して矢印X1,X2方向にスライド可能に構成されている。また、図1に示したケース301は同図におけるB−B位置で分離可能に構成されている。
【0088】
この実施の形態では、図14に示すように、第2フレーム300F2を矢印X2方向にスライドさせて第1フレーム300F1から離間させ、両者間の空間Aを利用してスライドフレーム410に対する中間転写ユニットTUの着脱操作を行なうようになっている。
【0089】
したがって、実際には、図14および図15に示すように、スライドフレーム410がガイドレール401の後端まで引き出された状態で、中間転写ユニットTUの着脱操作がなされる。
【0090】
図14および図15に示すように中間転写ユニットTUをスライドフレーム410に装着した後、スライドフレーム410を、その前位のピン411aがガイドレール401の案内溝401aの先端部401a1に達するまでスライドさせ、その後第2フレーム300F2を矢印X1方向にスライドさせて第1フレーム300F1と結合させることにより、図示しない適宜の位置決めロック手段によってスライドフレーム410すなわち中間転写ユニットTUが図1に示した位置に(感光体321に対して中間転写ベルト160が適切に当接し得る位置に)、位置決めされかつロックされるようになっている。このロックがなされた際、前述したテンション解除手段240のための、スライドフレーム410に設けられた図示しない動力伝達ギアが装置本体の図示しない駆動手段をなすギアと噛み合う。
【0091】
そして、このようにして、中間転写ユニットTUが装置300本体に装着され、中間転写ベルト160の張力がテンション解除手段240により解除されていない状態、すなわちテンション解除手段240が非作動状態(図3に示す状態)となって中間転写ベルト160が張架状態となったとき、中間転写ベルト160がローラ110,150間でベルト160自身の張力により装置300本体の感光体321に圧接され、一次転写部T1を形成することとなる。したがって、中間転写ユニットTUは中間転写ベルト160を感光体321に圧接するための一次転写ローラを有していない。
【0092】
また、中間転写ユニットTUがスライドフレーム410に装着されたとき、図4に示したクリーニング手段170のケース174の当接部174bがスライドフレーム410側のカム305と当接し得る状態となる。
【0093】
前述したような中間転写ユニットTUの着脱操作は、通常、ユーザにより画像形成装置300の電源が切られた状態で行なわれるが、この実施の形態では、ユーザーが仮に画像形成装置300の電源を切っていなくても、第2フレーム300F2が第1フレーム300F1から離間すると自動的に電源がOFFするようになっている。したがって、スライドフレーム410を装置300本体から引き出す際には、装置の電源(主電源とは限らない)が必ずOFFとなっており、テンション解除手段240による中間転写ベルト160のテンションも解除された状態となっている。すなわち、中間転写ユニットTUが装置300本体から引き出される際には、中間転写ベルト160の張力が解除された状態となっていることとなる。
【0094】
また、ユーザー等による中間転写ベルト160すなわち第1ユニットU1の交換がなされた後の中間転写ユニットTUがスライドフレーム410に装着される際には、第1ユニットU1の交換時になされる第2ユニットU2の第1ユニットU1に対する抜き差しが、テンション解除手段240が作動状態(カム244の小径部244bがカムフォロア243と当接している状態(図8参照))で行なわれることから、中間転写ベルト160の張力が解除された状態でなされることとなる。したがって、スライドフレーム410が装置300本体に押し込まれることにより中間転写ユニットTUが装置300本体に装着される際にも、中間転写ベルト160の張力が解除された状態となっていることとなる。
【0095】
以上のような画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
【0096】
(a)テンションローラ120の両端が相互に独立して懸架されているので、テンションローラ120による中間転写ベルト160(像担持体ベルト)に対する付勢力が、テンションローラ120の一端部と他端部とで大きく異なるということがなくなる。
【0097】
したがって、中間転写ベルト160の蛇行が軽減され、中間転写ベルト160上で重ね合わせられる各色画像間でのズレが少なくなるので、綺麗な画像を得ることが可能となる。
【0098】
(b)テンションローラ120の両端が相互に独立して懸架されていることに加えて、テンションローラ120の両端をベルト160の張り方向に付勢する付勢手段222が前記両端に関して共通の付勢手段222で構成されているので、テンションローラ120の一端部に作用する付勢力と他端部に作用する付勢力とが共通(同一)となる。
【0099】
テンションローラ120の両端を相互に独立して懸架する場合、テンションローラの両端をベルト160の張り方向に付勢する付勢手段は、両端に関して別々に設ける(例えばレバー221,221の他端221b,221bに引っ張りバネを別々に設ける)ことも考えられる。しかしながら、そのような構成とすると、付勢手段(例えば引っ張りバネ)の製造上の誤差等による付勢力のバラツキによって、一端部に作用する付勢力と他端部に作用する付勢力とが異なり、これがまたベルト160の蛇行の一因となってしまう。
【0100】
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、テンションローラ120の両端が相互に独立して懸架されていることに加えて、テンションローラ120の両端をベルト160の張り方向に付勢する付勢手段222が前記両端に関して共通の付勢手段222で構成されているので、テンションローラ120の一端部に作用する付勢力と他端部に作用する付勢力とが共通(同一)となる。
【0101】
したがって、中間転写ベルト160(像担持体ベルト)の蛇行が著しく軽減され、結果として、一層綺麗な画像を得ることが可能となる。
【0102】
(c)複数のローラ110〜150間に張架されて循環駆動され得る中間転写ベルト160と、この中間転写ベルト160が循環駆動されないときにその張力を解除するテンション解除手段240とが、装置300本体に対して着脱可能な中間転写ユニットTUとしてユニット化されているので、中間転写ベルト160の交換はユニットごと行なうことが可能である。したがって、交換作業が容易になる。
【0103】
そして、中間転写ユニットTUは、そのテンション解除手段240により中間転写ベルト160の張力が解除された状態で装置300本体に対して着脱されるので、着脱の際に中間転写ベルト160の表面と装置本体の感光体321の表面とが強く擦れ合うということがなくなる。仮に、着脱時に中間転写ベルト160の表面と装置本体の感光体321の表面とが接触したとしても、その接触は、テンション解除手段240により中間転写ベルト160の張力が解除された状態での接触となるため、極めて軽い接触となる。
【0104】
したがって、中間転写ベルト160表面あるいは装置本体の感光体321表面に傷が付いてしまうということがなくなる(少なくとも著しく軽減される)。
【0105】
すなわち、この実施の形態の画像形成装置によれば、テンション解除手段240を有する中間転写ユニットTUを、その中間転写ベルト160表面あるいは装置本体の感光体321表面に傷を付けることなく、着脱することができる。
【0106】
(d)中間転写ユニットTUは、前記ローラ110〜150の軸線方向と直交する略水平方向に移動することにより装置300本体に対して着脱可能に構成されているので、中間転写ベルト160表面あるいは装置300本体の感光体321表面に傷が付いてしまうということが一層確実に防止される(少なくとも一層著しく軽減される)。
【0107】
中間転写ユニットTUの装置300本体に対する着脱構造としては、中間転写ユニットTUをそのローラの軸線方向(図1の紙面と直交する方向)に沿って着脱する(抜き差しする)構造を採用することも可能である。
【0108】
しかしながら、そのような構造とすると、着脱時に中間転写ベルト160と装置本体の感光体321とが接触し得る長さは中間転写ベルト160のベルト幅となり、大きなものとなる。したがって、それだけ中間転写ベルト160表面あるいは装置本体の感光体321表面に傷が付き易くなるおそれがある。
【0109】
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、中間転写ユニットTUは、ローラ110〜150の軸線方向と直交する略水平方向に移動することにより装置本体に対して着脱可能に構成されているので、着脱時に中間転写ベルト160と装置本体の感光体321とが接触し得る長さが極めて小さくなる。したがって、それだけ、中間転写ベルト160表面あるいは装置本体の感光体321表面に傷が付くという事態が一層確実に防止されることとなる(少なくとも一層著しく軽減されることとなる)。
【0110】
(e)装置300本体は略水平方向に引き出されるスライドフレーム410を有しており、中間転写ユニットTUは、このスライドフレーム410に対して上方から装着して、スライドフレーム410を装置本体に押し込むことにより装置本体に装着される構成となっているので、中間転写ユニットTUを直接装置300本体に対して水平方向に出し入れする場合に比べて、着脱操作が容易になる。
【0111】
しかも、中間転写ユニットTUはスライドフレーム410に対して装着された状態で、スライドフレーム410ごと装置300本体に押し込まれることで装置本体に装着されるので、中間転写ユニットTUを直接装置300本体に対して装着する場合には生じるであろう装置本体との不測の接触等による中間転写ベルト160の傷付きが確実に防止されることとなる。
【0112】
(f)中間転写ユニットTUが装置300本体に装着され、中間転写ベルト160の張力がテンション解除手段240により解除されていない状態すなわちベルト160が張架状態のとき、中間転写ベルト160がローラ110,150間でベルト160自身の張力により装置本体の感光体321に圧接される構成となっているので、さらに次のような作用効果が得られる。
【0113】
中間転写ベルトTUを感光体321に圧接させる構成としては、ベルト160の裏面側に配置したローラ(一次転写ローラ)で圧接させる構成を用いることも可能である。
【0114】
しかしながら、この実施の形態のような画像形成装置において、仮にそのような構成を用いたとすると、一次転写ローラを中間転写ユニットTUに組み込んでおくことが必要となるため、その分、中間転写ユニットTUの構造が複雑になるとともに、重量も増大してしまう。
【0115】
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、中間転写ユニットTUが装置本体に装着され、中間転写ベルト160の張力がテンション解除手段240により解除されていない状態すなわちベルト160が張架状態のとき、中間転写ベルト160がローラ間110,150でベルト160自身の張力により装置本体の感光体321に圧接される構成となっているので、一次転写ローラが不要となる。
【0116】
したがって、中間転写ユニットTUの構造の簡略化が可能であると同時に軽量化も可能となり、結果として、中間転写ユニットTUの着脱操作を一層容易にすることが可能となる。
【0117】
(g)中間転写ユニットTUは、引き出されたスライドフレーム410に対して上方から装着して、スライドフレーム410を装置本体に押し込むことにより装置本体に装着される構成となっているので、中間転写ユニットTUを、前記ローラ110〜150の軸線方向(図1の紙面と直交する方向)において着脱する構成とした場合に比べて、着脱操作に要するスペースを小さくすることが可能となる(図14におけるスペースA参照)。
【0118】
(h)中間転写ユニットTUのフレーム100および中間転写ユニットTUが着脱可能に装着される受けフレーム400は底板を有していないので、テンション解除手段240によるテンション解除時に弛んだベルト160が底板に当たるということがなくなる。
【0119】
したがって、ベルト160にゴミやトナー等が付着するということがなくなり、それに起因する画像不良が生じなくなる。
【0120】
したがってまた、この画像形成装置によれば、小型化を図ることが可能となる。
【0121】
すなわち、この画像形成装置によれば、テンション解除手段を有しているにもかかわらず、テンション解除時に弛んだベルト160にゴミ等が付着せず、大型化もしないという効果が得られる。
【0122】
(i)中間転写ユニットTUは、第1ユニットU1と第2ユニットU2とからなり、第1ユニットU1に対して第2ユニットU2が着脱可能に構成されているので、消耗品として交換する装置単位を小さくかつ軽量化することができる。
【0123】
したがって、ユーザは交換作業を容易に行なうことができるとともに、費用面でのメリットも得られることとなる。また、省資源化の面でのメリットも得られる。さらに、メーカーにおいては、組立単位が分割されることとなるので組立性が格段に向上する。
【0124】
この実施の形態では、第2ユニットU2が再利用可能であり、中間転写ベルト160が消耗した際には、第1ユニットU1のみを交換すれば良い。
【0125】
(j)第1ユニットU1に対する第2ユニットU2の着脱は、第1ユニットU1に対する第2ユニットU2の挿入あるいは引き出しのみで行なうことができるので、着脱操作が容易である。
【0126】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【0127】
例えば、上記実施の形態では像担持体ベルトとして中間転写ベルトを挙げて説明したが、この発明の構成は感光体ベルトの張架構造にも採用し得る。
【0128】
【発明の効果】
請求項1記載の画像形成装置によれば、テンションローラの両端が相互に独立して懸架されているので、テンションローラによる像担持体ベルトに対する付勢力が、テンションローラの一端部と他端部とで大きく異なるということがなくなり、像担持体ベルトの蛇行が軽減されて、綺麗な画像を得ることが可能となる。
【0129】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す概略図。
【図2】中間転写ユニットの一例および、このユニットTUを着脱可能に装着するために画像形成装置に設けられた受けフレーム400およびそのスライドフレーム410を示す斜視図。
【図3】主として中間転写ユニットTUを示す一部省略正面図。
【図4】テンションが解除された状態の中間転写ユニットTUを示す一部省略背面図。
【図5】中間転写ユニットTUの第2ユニットU2を第1ユニットU1から取り外した状態を示す部分省略斜視図。
【図6】中間転写ユニットTUの第2ユニットU2を第1ユニットU1に挿入する状態を示す部分省略斜視図。
【図7】第2ユニットU2を示す一部省略右側面図。
【図8】テンションが解除された状態の中間転写ユニットTUを主として示す一部省略正面図。
【図9】中間転写ベルト160およびローラ110〜150の概略的な展開図。
【図10】中間転写ユニットTUの第1ユニットU1に対する第2ユニットU2の装着構造の一例を示す部分省略正面図。
【図11】中間転写ユニットTUとスライドフレーム410とを示す部分省略正面図。
【図12】中間転写ユニットTUがスライドフレーム410へ装着された状態を示す部分省略斜視図。
【図13】中間転写ユニットTUがスライドフレーム410へ装着された状態を示す部分省略正面図。
【図14】画像形成装置のフレーム構造および、中間転写ユニットTUの着脱操作を説明する概略正面図。
【図15】中間転写ユニットTUがスライドフレーム410へ装着された状態を示す部分省略斜視図。
【符号の説明】
TU 中間転写ユニット
110〜150 ローラ
120 テンションローラ
160 中間転写ベルト(像担持体ベルト)
Claims (1)
- 少なくとも1本のテンションローラを含む複数のローラ間に張架されて循環駆動される像担持体ベルトと、前記テンションローラの両端をベルトの張り方向に付勢する付勢手段とを有する画像形成装置であって、
前記テンションローラの両端が相互に独立して懸架されているとともに、前記付勢手段が前記両端に関して共通の付勢手段で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
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