JP3927719B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などによって画像形成を行なうたとえばカラー複写機あるいはカラープリンタなどとされる画像形成装置に関し、特に、ベルト体を像担持体に対して高精度に位置決め可能な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に、従来のカラー画像形成装置の一例を示し、その構成を画像形成の工程に従って順に説明する。
【０００３】
まず、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するレーザスキャナーユニット１Y、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから各色の画像データに合わせてレーザ光２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを発光し、帯電ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによって表面を一様に帯電された各色の像担持体である感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上に各色の画像データに対応する潜像を形成し、更に各色に対応する現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに収容された各色のトナー（現像剤）により、各色の現像スリーブ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを介してその潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に現像する。
【０００４】
このとき、ベルト駆動ローラ７ａ、７ｂ、７ｃによって時計方向（矢印方向）に回転駆動されるベルト体としての中間転写ベルト８はその上部表面が同時にそれらの４色の感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに対して水平にかつ均一に接触するように保持され、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のトナー像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に４色の画像を重ね合わせるように、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと中間転写ベルト８との接触点である各色ごとの一次転写ポイントＴ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋにて中間転写ベルト８を内側から感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに付勢しているバックアップローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋによって順次一次転写し、４色の画像が重なったトナー画像を中間転写ベルト８上に形成する。
【０００５】
一方、給紙カセット１０から給紙ローラ１１によって給紙された記録材としての用紙Ｓが、搬送ローラ対１２ａ、１２ｂ；１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂによって矢印方向に搬送された後、二次転写ポイントＴ２において、金属軸に発泡体を巻きつけた転写ローラ１５とベルト駆動ローラ７ｂによって狭持、搬送されることによって、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像が一括転写（二次転写）される。このとき転写しきれずに中間転写ベルト８表面に残ったトナーは中間転写ベルト８に接するように配置されたクリーニングブレード１６によってクリーナー１７に回収される。
【０００６】
二次転写が行われた後、画像が形成された用紙Ｓは、ハロゲンヒーター１８を内包する定着ローラ１９および定着ローラ１９に所定の圧で圧接しながら回転する加圧ローラ２０を有する定着装置２１に搬送され、両ローラ１９、２０の接触点であるニップＮを通過することで熱と圧力によって転写されたトナー像が用紙Ｓ上に定着され、その後排紙トレイ６０上に排出される。
【０００７】
このような系において、従来中間転写ベルト８は、４色の感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとの高精度な位置関係を確保しなければならず、中間転写ベルト８上で各色の画像を重ねる場合にそれぞれの色の画像が微妙にずれる、いわゆる「色ずれ」などの問題をはじめとするプリントクオリティの問題を発生させる危険性が高いことから、このようなベルト体は装置本体に組み立てジグなどを利用し、高精度な位置関係を保証するためにビスなどの締結部材で固定されており、例えば装置本体の寿命前に中間転写ベルト８の性能劣化や破損が生じた場合はサービスマンによって慎重に交換されるという方式がとられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の構成において、中間転写ベルト８の耐久性は装置本体の寿命に比べて短い場合が多く、装置本体の寿命までに数回新品のベルト体に交換する必要があり、その都度サービスマンによって交換を行なうには、メンテナンス費用がかかり過ぎるという点から、ユーザーの不満につながる問題があった。
【０００９】
そこで、昨今のプリンタなどにおいては、このような消耗品の交換をすべてユーザーに任せる、いわゆるイージーメンテナンス志向が強くなっており、サービスマンによるメンテナンスを嫌う傾向が強くなっている。
【００１０】
しかし、このようなイージーメンテナンスの場合、特に中間転写ベルトの交換をユーザーが行なう場合には、感光ドラムと中間転写ベルトとの高精度な位置保証に懸念があった。
【００１１】
そして、上記の中間転写ベルトの問題は、感光ドラム上のトナー画像を直接用紙に転写する際、用紙裏面にて用紙を搬送し、感光ドラムに対して押圧されるベルト体としてのいわゆる転写ベルトについても同様にいうことができる。
【００１２】
従って、本発明の目的は、ユーザーによるベルト体の交換を容易にするとともに、像担持体とベルト体との高精度な位置保証を可能とする画像形成装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体上のトナー像を転写材へ転写するためのベルトと、前記ベルトを有するベルトユニットと、前記ベルトユニットを押圧し、前記ベルトユニットの姿勢を変えるカムと、前記カムを回転させる回転可能なレバーと、を有し、前記ベルトユニットは第１の位置だし部を有し、画像形成装置本体は第２の位置だし部を有し、前記第１の位置だし部を第２の位置だし部に突き当てている状態において画像形成可能であり、前記カムを回転することで、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部に突き当てることと、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部から離間することが可能である画像形成装置において、
前記カムを前記カムの回転方向に付勢するバネを有し、前記バネは前記カムを、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部に突き当てる方向に付勢し、前記カムと、前記レバーは前記レバーの回転力が前記カムに伝わるように連結されており、前記レバーと前記カムは、相対的に、所定の範囲の角度においては、前記レバーから前記カムに回転力が伝わらず、前記第１の位置だし部が前記第２の位置だし部に突き当っている状態においては、前記カムが前記バネによって前記ベルトユニットを付勢しており、前記カムが回転せず、前記回動レバーが所定の範囲で回転可能であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
本発明の一実施態様によると、前記ベルトユニットは装置本体から着脱可能であり、前記第１の位置だし部が第２の位置だし部から離れている状態でのみ、前記ベルトユニットは装置本体から着脱可能であり、前記複数の像担持体は回転可能であり、前記ベルトユニットは、装置本体から、前記複数の像担持体の回転軸方向に装置本体から着脱可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、下記の説明において、前出の部材と同一の部材については同一符号を付す。
【００１８】
図１に、本発明における画像形成装置の一実施例が示される。本実施例の画像形成装置は、図８の画像形成装置と概略同様の構成を備えており、上述のように、まず、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応するレーザスキャナーユニット１Y、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから各色の画像データに合わせてレーザ光２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを発光し、それぞれ略平行に設けられ、帯電ローラ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋによって表面を一様に帯電された各色の像担持体である感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上に各色の画像データに対応する潜像を形成し、更に各色に対応する現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに収容された各色のトナー（現像剤）により、各色の現像スリーブ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを介してその潜像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に現像する。
【００１９】
このとき、ベルト駆動ローラ７ａ、７ｂ、７ｃによって時計方向（矢印方向）に回転駆動される中間転写ベルト８はその上部表面が同時にそれらの４色の感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに対して水平にかつ均一に接触するように保持され、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上のトナー像をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に４色の画像を重ね合わせるように、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと中間転写ベルト８との接触点である各色ごとの一次転写ポイントＴ１Ｙ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｋにて中間転写ベルト８を内側から感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに付勢しているバックアップローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋによって順次一次転写し、４色の画像が重なったトナー画像を中間転写ベルト８上に形成する。
【００２０】
一方、給紙カセット１０から給紙ローラ１１によって給紙された用紙Ｓは、搬送ローラ対１２ａ、１２ｂ；１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂによって矢印方向に搬送された後、二次転写ポイントＴ２において、金属軸に発泡体を巻きつけた転写ローラ１５とベルト駆動ローラ７ｂによって狭持、搬送されることによって、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像を一括転写（二次転写）される。このとき転写しきれずに中間転写ベルト８表面に残ったトナーは中間転写ベルト８に接するように配置されたクリーニングブレード１６によってクリーナー１７に回収される。
【００２１】
二次転写が行われた後、画像が形成された用紙Ｓは、ハロゲンヒーター１８を内包する定着ローラ１９および定着ローラ１９に所定の圧で圧接しながら回転する加圧ローラ２０を有する定着装置２１に搬送され、両ローラ１９、２０の接触点であるニップＮを通過することで熱と圧力によって転写されたトナー像が用紙Ｓ上に定着され、その後排紙トレイ６０上に排出される。
【００２２】
つぎに本発明の特徴部分について説明する。
【００２３】
本実施例においては、中間転写ベルト８、ベルト駆動ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、バックアップローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、およびクリーナー１７などのベルト周辺部品をベルトユニット４０として一体的に構成し、ユーザーが装置本体に対して容易に着脱可能とした。
【００２４】
ベルトユニット４０は、図２に示すように、中間転写ベルト８、ベルト駆動ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、バックアップローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、およびクリーナー１７などのベルト周辺部品を、ローラ類は回転可能なように図示しないベアリングなどを介して前後２枚の金属製の側板である前側板３１ａおよび後側板３１ｂで挟み込むようにして固定したユニット形態を構成しており、ユーザーが取り扱いやすいように把持部材であるハンドル３７が前側板３１ａに設けられている。
【００２５】
この中で、ベルト駆動ローラ７ａは装置本体に装着時に装置本体側の図示しない駆動軸と連結することにより駆動力を受け取る。その連結のための継手３４が装着時に本体奥側に位置するように駆動ローラ７ａの中心軸３２と同一軸上に配設されているとともに、装置本体に装着する際に最初に位置決めをなすプラスチック製の第１と第２のガイドローラ３３ａ、３３ｂが同様にベルト駆動ローラ７ａの中心軸３２と同一軸上に配置されている。このとき第１のガイドローラ３３ａがベルト駆動ローラ７ａの図中手前側に設けられ、第２のガイドローラ３３ｂがベルト駆動ローラ７ａの奥側端部と継手３４との間に介装される。
【００２６】
また、ベルトユニット４０を前側板３１ａ側から見て左上部の手前側と奥側に、つまりベルト駆動ローラ７ｃの近傍にプラスチック製の第１と第２の位置出しブロック（第１の位置決め部材）３５ａ、３５ｂがそれぞれ前側板３１ａおよび後側板３１ｂに図示しないビスによって固定されている。
【００２７】
また、図１において、カセット１０から給紙された用紙Ｓを二次転写ポイントＴ２に導くための搬送ローラ対１３ａ、１３ｂ；１４ａ、１４ｂ、および転写ローラ１５も、図３に示すように、フレーム４１ａ、４１ｂに各ローラが不図示のベアリングを介して回転可能にかつ一体的に固定された搬送ユニット５０を形成しており、更に、この搬送ユニット５０はその搬送路にジャムが発生した場合の処理、およびベルトユニット４０の着脱に際して、搬送ユニット用ハンドル４２を操作することで搬送ユニット揺動支軸４３ａ、４３ｂを中心に図４に示すように装置本体の下方に回動し、回避ポジション（以下、「搬送ユニット離間状態」という）に図示しないロック機構をもって回避固定することが可能となっている。
【００２８】
尚、図３において搬送ユニット用ハンドル４２は、フレーム４１ａに対して平行に延びるアーム部４５ａと、アーム部４５ａの一端部からフレーム４１ａと直交するように延び、フレーム４１ａの下端部を支持するフレーム支持部４５ｂとからなるＬ型部材４５に取り付けられている。更に説明すると、ハンドル４２はフレーム支持部４５ｂの中心軸線と同一軸線上に取り付けられ、アーム部４５ａの他端部には、装置本体に支持された揺動支軸４４が取り付けられている。
【００２９】
上記構成において、搬送ユニット用ハンドル４２を把持し、揺動支軸４４を支点としてＬ型部材４５を矢印Ｘ方向に揺動することによって、上述のように搬送ユニット５０を矢印Ｙ方向に揺動することができる。
【００３０】
つぎにベルトユニット４０の装置本体への着脱手段について説明する。図５にはベルトユニット４０が装置本体に装着されていない状態での装置本体の前面から見た正面図が示される。
【００３１】
この状態で、装置本体の前面にはベルトユニット４０挿入用の開口部８０が空いている。この開口部８０の中には挿入時にベルトユニット４０のガイドローラ３３ａ、３３ｂをガイドするために装置本体の前後方向にレール状に配設された右ガイドレール（スライド部材）６１および同じくベルトユニット４０挿入時に位置出しブロック３５ａ、３５ｂ部分のガイドとなる左ガイドレール（スライド部材）６２が同じくレール状に装置本体の前後方向に固定されており、開口部８０から見えている。
【００３２】
また、右ガイドレール６１はＲ状の形状をしており、その内周面６１ａは、本体側にあって、ベルトユニット４０の装着時に継手３４が結合されることによって本体側の駆動力を伝達するカップリング６３の中心軸を中心としてガイドローラ３３ａ、３３ｂの外形にわずかなガタ分を加算した寸法を半径として形成されている。
【００３３】
従って、前述のように、ベルトユニット４０のガイドローラ３３ａ、３３ｂを右ガイドレール６１の内周面６１ａに合わせ、また、位置出しブロック３５ａ、３５ｂを左ガイドレール６２上に載せるようにして装置本体内部へベルトユニット４０を押し込むと、ベルトユニット４０側の継手３４が装置本体側のカップリング６３に結合することとなり、図６に示すような中間転写ベルト８が感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋから離間した状態（以下、「ベルト離間状態」という）で装置本体に装着できる。また、この時、搬送ユニット５０は事前に搬送ユニットハンドル４２の操作によって「搬送ユニット離間状態」となっている。
【００３４】
つぎに中間転写ベルト８を感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに接触させた使用時の状態までベルトユニット４０を上昇させる手段について説明する。
【００３５】
図７に示すように、装置本体側にはベルトユニット４０の位置出しブロック３５ａ、３５ｂを押し上げるためのベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂが固定されたカム軸５３が回動可能に支持されており、その前面端にカム軸５３およびベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂを回動させるためのベルトカムハンドル５２が固定されている。ベルトカムハンドル５２は図２に示したように搬送ユニット用ハンドル４２と同様に装置本体の前面に突出しており、図５に示すように、回動穴７２（搬送ユニット５０に関しては回動穴７１）に沿って、ユーザによって操作されることで、ベルトユニット４０をカップリング６３と継手３４の中心軸３２を回転中心として上下に移動させることが可能となっている。
【００３６】
ベルトユニット４０を使用状態に持ち上げる際は、上記の手法に則り、ハンドル５２を図中反時計方向に回転させ、ベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂによって位置出しブロック３５ａ、３５ｂを持ち上げ、最終的に位置出しブロック３５ａ、３５ｂの上面３６ａ、３６ｂを装置本体側に設置されている位置決めシャフト（第２の位置決め部材）７０に突き当て、図示しないロック機構によってその状態を維持するように固定する。
【００３７】
このとき、ベルトカムハンドル５２とそれに固定されたカム軸５３に対して、ベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂは約１０度の回転ガタをもって固定されている。つまり、ハンドル５２が図示しないロック機構によってベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂがベルトユニット４０の位置出しブロック３５ａ、３５ｂを位置決めシャフト７０に突き当てた状態で固定されていても、ベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂは更に約１０°分回動可能に支持されている。
【００３８】
更に、ベルト押し上げカム５１ａ、５１ｂには装置本体の図示しないステーと引っ張りバネ５４ａ、５４ｂでおのおの連結されており、約１０°の稼動範囲内で位置決めブロック３５ａ、３５ｂに位置決めシャフト７０への所定の当接圧を加えて保持している。
【００３９】
上記のような構成によって、ベルトユニット４０のみ上昇している図４に示すような状態を作れるが、つぎに搬送ユニット用ハンドル４２を用いて搬送ユニット５０を上昇させ、使用時の位置で固定すれば、図１に示すように、装置本体を使用可能な状態とすることができる。
【００４０】
このとき、位置決めシャフト７０は感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとベルト８の位置関係を決める上で寸法精度上重要な部品であり、装置本体側においては感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが支持されている不図示のフレーム（支持体）と同一フレーム上に配設されている。
【００４１】
また、ベルトユニット４０を装置本体から取り出す際には、先に説明した手順を逆に行なえばよい。すなわち、搬送ユニット５０を離間状態にした後にベルトユニット４０を離間状態にして、ベルトユニットハンドル３７をもって装置本体から引き出せばよい。
【００４２】
このとき、感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと中間転写ベルト８の位置関係を高精度に維持するためは、まず感光ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと位置決めシャフト７０およびカップリング６３に位置関係を高精度に保つことが重要であるが、前述のようにそれらは同一フレームに固定することが可能であり、比較的容易に精度を管理することができる。
【００４３】
また、ベルトユニット４０においては、中間転写ベルト８と位置出しブロック３５ａ、３５ｂの位置決めシャフト７０との接触面である３６ａ、３６ｂとの関係を高精度に管理すればよい。
【００４４】
以上のような構成により、従来ユーザーによる交換が困難であった中間転写ベルトを消耗品ユニットとしてユーザーメンテナンス部品として取り扱うことを可能とし、同時に、感光ドラムと中間転写ベルトとの高精度な位置保証を可能とすることができる。
【００４５】
また、本実施例においては、特に中間転写ベルトを例にあげて説明したが、本発明を、複数の感光ドラム上のトナー画像を直接用紙に順次転写する際、用紙面にて用紙を担持搬送し、感光ドラムに接触可能（画像形成装置本体に対して着脱可能）なベルト体としてのいわゆる転写ベルトにも応用できることはいうまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像形成装置によれば、ベルト体が画像形成装置本体に対して締結部材を使用せずに装着され、前記ベルト体および前記ベルト体を支持する枠体が前記画像形成装置本体に対して像担持体の母線と平行に着脱可能であることにより前記ベルト体をユーザーが容易に交換可能な消耗品ユニットにするとともに、前記画像形成装置本体装着時に画像品位に影響を及ぼさないように像担持体との位置関係を精度よく安定して保持することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を最もよく表すカラー画像形成装置の一実施例を示す全体構成図である。
【図２】 本発明によるカラー画像形成装置のベルトユニットを示す斜視図である。
【図３】 本発明によるカラー画像形成装置の搬送ユニットを示す斜視図である。
【図４】 搬送ユニットが離間状態にある状態を示す説明図である。
【図５】 本発明によるカラー画像形成装置のベルトユニット着脱用開口部を示す正面図である。
【図６】 本発明によるカラー画像形成装置のベルトユニットおよび搬送ユニットの離間状態を示す説明図である。
【図７】 本発明によるカラー画像形成装置のベルトユニットとベルト押し上げカムおよびハンドルを示す斜視図である。
【図８】 従来のカラー画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【符号の説明】
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｙ 感光ドラム（像担持体）
８ 中間転写ベルト（ベルト体）
３３ａ、３３ｂ ガイドローラ
３５ａ、３５ｂ 位置出しブロック（第１の位置決め部材）
４０ ベルトユニット
５０ 搬送ユニット
５１ａ、５１ｂ カム部材
６１ 右ガイドレール（スライド部材）
６２ 左ガイドレール（スライド部材）
７０ 位置決めシャフト（第２の位置決め部材）

Claims (2)

1. トナー像を担持する複数の像担持体と、前記複数の像担持体上のトナー像を転写材へ転写するためのベルトと、前記ベルトを有するベルトユニットと、前記ベルトユニットを押圧し、前記ベルトユニットの姿勢を変えるカムと、前記カムを回転させる回転可能なレバーと、を有し、前記ベルトユニットは第１の位置だし部を有し、画像形成装置本体は第２の位置だし部を有し、前記第１の位置だし部を第２の位置だし部に突き当てている状態において画像形成可能であり、前記カムを回転することで、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部に突き当てることと、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部から離間することが可能である画像形成装置において、
   前記カムを前記カムの回転方向に付勢するバネを有し、前記バネは前記カムを、前記第１の位置だし部を前記第２の位置だし部に突き当てる方向に付勢し、前記カムと、前記レバーは前記レバーの回転力が前記カムに伝わるように連結されており、前記レバーと前記カムは、相対的に、所定の範囲の角度においては、前記レバーから前記カムに回転力が伝わらず、前記第１の位置だし部が前記第２の位置だし部に突き当っている状態においては、前記カムが前記バネによって前記ベルトユニットを付勢しており、前記カムが回転せず、前記回動レバーが所定の範囲で回転可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルトユニットは装置本体から着脱可能であり、前記第１の位置だし部が第２の位置だし部から離れている状態でのみ、前記ベルトユニットは装置本体から着脱可能であり、前記複数の像担持体は回転可能であり、前記ベルトユニットは、装置本体から、前記複数の像担持体の回転軸方向に装置本体から着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

Images