JP4085287B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に係り、特に、画像形成装置本体に回動支持される回動支持ユニットに転写ユニットを配設する態様の画像形成装置の改良に関する。
従来における画像形成装置として、例えば中間転写型の画像形成装置を例に挙げて説明すると、感光体ドラムなどの潜像担持体上に所定の色成分画像(電子写真方式であればトナー像)を形成し、潜像担持体上の色成分画像を中間転写ベルトなどの中間転写体に一次転写した後、二次転写用の転写ユニットにて中間転写体上の色成分画像を記録材に一括(二次)転写するようにしたものが既に提供されている。
この種の転写ユニットとしては、例えばユニットケースに転写ロールを回動自在に支承し、このユニットケースを扉ユニット(画像形成装置本体に開閉自在に設けられる)に支持するようにしたものが知られている(例えば特許文献1)。
また、転写ロールには、未転写トナー等が付着する懸念があるため、転写ユニットとしては、転写ロールを清掃するために清掃部材が設けられる態様も既に知られている。
ところで、画像形成装置本体の扉ユニットの如き部材は、軽量化の観点から低剛性の位置精度の悪いモジュールであることが多く、転写ユニットは前記モジュールに対して位置決めするのではなく、転写ロールは、通常、中間転写体のバックアップロール(対向ロール)に所定のニップ域で接触した状態を画像形成用の動作位置であるセット位置とし、位置決めされるようになっている。
また、画像形成装置の作像工程が4サイクルである態様や、転写ロールの材質によっては長期の接触状態が転写ロールの変形につながる懸念がある場合には、記録材に転写するサイクル以外のサイクルや、電源をオフにした場合に、前記転写ロールをセット位置から離間したリトラクト位置に待機させるという手法が採られることが多い。
更に、上述した転写ロール方式の画像形成装置にあっては、転写ロールのニップ圧変化によって転写条件が悪化しない方策が採られる。
例えば中間転写ユニットに転写ユニットを位置決めピンなどで位置決めする技術(例えば特許文献2,3)や、転写ロールが圧接する際に中間転写体側から反発力を発生させ、転写ロールの圧接前後による中間転写体の位置移動等による転写条件変化を防止する技術(例えば特許文献4)が既に提案されている。
特開2000−264492号公報(発明の実施の形態,図1) 特開平11−24528号公報(実施例,図8) 特開平10−293478号公報(発明の実施の形態,図6) 特開平11−265123号公報(発明の実施の形態,図1)
しかしながら、扉ユニットのような回動支持ユニットに転写ユニットを配設した態様にあっては、以下に示すような技術的課題が見出された。
従来における転写ユニットの取付構造は、例えば図23(a)(b)に示すように、回動支点801を有する扉ユニット800に転写ユニット810を配設し、かつ、転写ユニット810としては、扉ユニット800に固定されたユニットケース811の開口部に転写ロール812を配設すると共に、ユニットケース811内には転写ロール812に接触する清掃ブラシ813を配設し、更に、前記転写ロール812をリトラクト機構820(例えば偏心カム821にて揺動する揺動アーム822で転写ロール812を支持し、前記揺動アーム822を付勢スプリング823で所定方向に付勢する機構)にてリトラクト可能に支持するようにしたものである。尚、図23(a)(b)中、符号830は中間転写ベルト831を有するベルトユニットであり、前記転写ロール812に対向する中間転写ベルト831背面には張架ロール兼用のバックアップロール832を備えている。
扉ユニットのような回動支持ユニットに転写ユニットを配設する態様にあっては、中間転写ベルトのバックアップロールに転写ロールを圧接配置することになるが、転写ロールの圧接ニップ域には必然的に反力が作用し、この反力が扉ユニットを開放する方向へ働いてしまい、扉ユニットが僅かばかりでも開放方向へ変形してしまう懸念がある。
このような状況下においては、扉ユニットに配設されている転写ユニットの位置決め精度に影響を与える懸念もあり、転写ロールのニップ圧が変化するなど転写ロールの転写条件が変化してしまう虞れがある。
尚、このような技術的課題は、中間転写型の画像形成装置に限られるものではなく、回動支持ユニットに転写ユニットを配設した態様について同様に生ずるものである。
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、回動支持ユニットに転写ユニットを配設した態様に伴う不具合(転写条件の変化)を改善するようにした画像形成装置を提供するものである。
すなわち、本発明は、図1(a)(b)に示すように、可視像を担持する像担持体2が含まれる作像エンジン1と、像担持体2の表面側に記録材を介して圧接し、像担持体2上の可視像を記録材に転写する転写部材3aとを備えた画像形成装置において、装置本体4に対して回動自在に支持された回動支持ユニット5と、前記転写部材3aを一つのユニットケース3cに組み込み且つ転写部材3aが像担持体2に対して接離可能なように回動支持ユニット5に対してユニットケース3cごと移動自在に保持した転写ユニット3とを備え、転写ユニット3を保持するユニット保持機構6が、回動支持ユニット5にユニットケース3cを回動支持し、転写ユニット3のセット過程でユニットケース3cの回動支点3dから離れた部位にセット力Fを与えるもので、ユニットケース3cの回動支点3dからの反力Rを回動支持ユニット5の回動支点5d方向へ設定し、かつ、セット力Fの作用反力による回動支持ユニット5の回動支点5d周りのモーメントMを回動支持ユニット5を装置本体4側へ回転させる向きに設定したものであることを特徴とするものである。
尚、本態様の転写ユニット3は、ユニットケース3cに少なくとも転写部材3aを備えていればよく、清掃部材3bを備えることは必須ではない。
本態様によれば、回動支持ユニット5に対する転写部材3aのニップ力により発生するモーメントをキャンセルすることで、回動支持ユニット5の変形を抑え、転写部材3aの位置精度を良好に保つことができる。
また、本発明に関連する参考発明は、図1(a)(b)に示すように、可視像を担持する像担持体2が含まれる作像エンジン1と、像担持体2の表面側に記録材を介して圧接し、像担持体2上の可視像を記録材に転写する転写部材3aとを備えた画像形成装置において、装置本体4に対して回動自在に支持された回動支持ユニット5と、前記転写部材3aを一つのユニットケース3cに組み込み且つ転写部材3aが像担持体2に対して接離可能なように回動支持ユニット5に対してユニットケース3cごと移動自在に保持した転写ユニット3とを備え、転写ユニット3を保持するユニット保持機構6が、回動支持ユニット5にユニットケース3cを回動支持し、転写ユニット3のセット過程でユニットケース3cの回動支点3dから離れた部位にセット力Fを与えるもので、ユニットケース3cの回動支点3dからの反力Rによる回動支持ユニット5の回動支点5d’(図1(b)中点線で示す)周りのモーメントと、セット力Fの作用反力による回動支持ユニット5の回動支点5d’周りのモーメントとの合計M’が回動支持ユニット5を装置本体4側へ回動させる向きであるか、あるいは、略0であることを特徴とするものである。
本態様によれば、転写部材3aのニップ負荷等を回動支持ユニット5の回動支点5d’近傍で受け、しかも、回動支持ユニット5を画像形成装置本体側へ回動させる方向へモーメントを与えるか、若しくは、そのモーメントを略0にするようにし、もって、回動支持ユニット5の剛性低下を図りながら、転写部材3aの位置再現性を良好に保つことができる。
この場合、ユニットケース3cの回動支点3dからの反力による回動支持ユニット5の回動支点5d’周りのモーメントは、通常セット力Fの作用反力による回動支持ユニット5の回動支点5d’周りのモーメントとは逆向きになるため、回動支持ユニット5へ作用するモーメントを低減できる上で好ましい。
このため、回動支持ユニット5の剛性を低減しても、回動支持ユニット5の変形を抑えることが可能になる。
特に、両者のモーメント合計を略0にすれば、回動支持ユニット5の変形が略完全に防止される点で好ましい。
また、図23(a)(b)に示す態様にあっては、転写ロール812のリトラクト動作を可能にするには、転写ロール812が揺動アーム822によって揺動支持されるため、必然的に、転写ロール812の揺動軌跡を考慮してユニットケース811の開口部面積を広く確保することが必要不可欠である。
このため、ユニットケース811の開口部と転写ロール812との間には比較的広い隙間が形成されてしまい、例えば図23(a)に示すように、転写ロール812をセット位置とリトラクト位置との間で移動させるような条件下では、前記ユニットケース811の隙間からトナークラウド840が吹き出してしまう懸念がある。
更に、図23(b)に示すように、ジャム処理やメンテナンス時には扉ユニット800を開放して作業することになるが、扉ユニット800を開閉する際にも、転写ユニット810のユニットケース811の隙間からトナークラウド840が吹き出してしまう懸念がある。
本発明に関連する他の参考発明は、上述したトナークラウドなどの清掃残留物の吹出しを改善したものであり、図1(a)に示すように、可視像を担持する像担持体2が含まれる作像エンジン1と、像担持体2の表面側に記録材を介して圧接し、像担持体2上の可視像を記録材に転写する転写部材3aとを備えた画像形成装置において、画像形成装置本体(以下〔課題を解決するための手段〕の欄では装置本体という)4に対して回動自在に支持された回動支持ユニット5と、前記転写部材3a及びこの転写部材3aを清掃する清掃部材3bを一つのユニットケース3cに組み込んだ転写ユニット3とを備え、転写部材3aが像担持体2に対して接離可能なように前記回動支持ユニット5に対して転写ユニット3をユニットケース3cごと移動自在に保持したことを特徴とするものである。
本態様によれば、転写部材3a単独のリトラクト動作をなくし、ユニットケース3cごとのリトラクト動作とすることで、ユニットケース3cの開口幅を最小限とし、ユニットケース3cからの清掃残留物の吹出しを防止することができる。
つまり、本態様によれば、転写部材及び清掃部材を一つのユニットケースに組み込んだ転写ユニットとし、回動支持ユニットに対し転写ユニットをユニットケースごと移動自在としたので、ユニットケースに対する転写部材の相対移動が無くなり、その分、ユニットケースの開口部面積を転写部材の大きさに合わせて設定することができ、ユニットケースと転写部材との間の隙間を最小限に抑えることができる。
このため、転写ユニットの接離動作や、ジャム処理やメンテナンス時に回動支持ユニットの開閉動作を行ったとしても、清掃部材で清掃したユニットケース内の清掃残留物が開口部隙間から不必要に吹き出す事態を有効に防止することができ、清掃残留物の吹出しに伴う記録材の汚れなどの悪影響を有効に回避することができる。
このような技術的手段において、本態様は、転写ユニット3内に転写部材3a及び清掃部材3bを収容した態様を前提とする。
ここで、転写部材3aにはロール、ベルトなど接触転写可能な部材であれば適宜選定して差し支えなく、清掃部材3bにはブラシ、ブレードなど各種態様を含む。
また、転写ユニット3を保持するユニット保持機構6はユニットケース3cごと移動自在に保持するものであればよく、回動支持する態様に限定されない。
ここで、ユニット保持機構6の代表的態様としては、回動支持ユニット5にユニットケース3cを回動支持し、このユニットケース3cの回転中心から離間した部位を昇降部材にて昇降させ、ユニットケース3cの回転中心を中心として前記ユニットケース3cを揺動させ、転写部材3aを像担持体2に対して接離可能とするものが挙げられる。
尚、作像エンジン1には各種態様のものが含まれ、像担持体2は可視像を担持するものであればよく、ベルト状、ドラム状などの形態に制限はなく、また、構成部材数についても単一、複数を問わない。
また、このような態様において、転写ユニット3としては、ユニットケース3c内に清掃残留物収容部を具備し、ユニットケース3cには清掃部材配設部と清掃残留物収容部とが仕切られる仕切部を設けることが好ましい。
この場合、転写ユニット3がユニットケース3cごと接離する態様であることに伴い、転写ユニット3接離時に清掃残留物が清掃部材3bに再付着する事態を回避することができる。
また、仕切部としては、ユニットケース3cに一体的に設けてもよいし、別部材を設けてもよい。
更に、本態様においては、転写ユニットの転写部材3aは、像担持体2に接触配置するセット過程で位置決め部材7(図中仮想線で示す)に接触転動しながら位置決めされ、転写ユニット3の清掃部材3bは、転写部材3aの位置決め動作過程で位置決め部材7に接触転動する転写部材3aの回転方向に沿って延びる先端部を転写部材3aに接触配置し、前記転写部材3aに対し回転負荷が少ない方向に配置されることが好ましい。
この場合、転写ユニット3のセット時における転写部材3aの負荷変動を抑え、負荷変動による転写部材3aの位置再現性を改善することができる。
特に、像担持体2が清掃せしめられる清掃部材を具備した態様においては、転写ユニット3の転写部材3aは、像担持体2に接触配置するセット過程で位置決め部材7に接触転動しながら位置決めされ、転写ユニット3の清掃部材3bは、転写部材3aの位置決め動作過程で位置決め部材7に接触転動する転写部材3aの回転方向に沿って延びる先端部を転写部材3aに接触配置することにより、転写部材3aの回転方向に対し回転負荷が少ない方向に配置され、更に、像担持体2の清掃部材(図示せず)は、転写部材3aの位置決め動作過程で位置決め部材7に接触転動する転写部材3aとの接触に伴って回転する像担持体2の回転方向に沿って延びる先端部を像担持体2に接触配置し、前記像担持体2の回転方向に対し回転負荷が少ない方向に配置されることが好ましい。
この場合、像担持体2の清掃部材を備えた態様において、転写ユニット3のセット時における転写部材3aの負荷変動を抑え、負荷変動による転写部材3aの位置再現性を改善することができる。
更に、扉ユニットのような回動支持ユニットに転写ユニットを配設する態様(図23(a)(b)に示す態様にあっては、中間転写ユニットを交換する場合、転写ロールがニップしたまま中間転写ユニットの抜き差しを行うと、中間転写ベルトが転写ロールに摺接しながら移動することになるため、中間転写ベルトが損傷する懸念がある。このため、中間転写ユニットを交換する場合には、扉ユニットを開放して転写ユニットを中間転写ユニットから離すような手法が採られていた。
また、作像用の感光体ユニットなどを交換する場合には、感光体ドラムの損傷を防止するには、感光体ドラムと中間転写ベルトとを離間することになるが、転写ユニットの存在によって中間転写ユニットの抜き差しが直ちにはできなかったため、中間転写ユニットから感光体ユニットを離して感光体ユニットを交換しなければならないというメンテナンス作業上の制約になっていた。
このように、回動支持ユニットに転写ユニットを配設する態様にあっては、メンテナンス作業性が未だ不十分な点がある。
本発明に関連する別の参考発明は上述したメンテナンス作業性の低下を改善するものであり、図1(c)に示すように、可視像を担持する像担持体2が含まれる作像エンジン1と、像担持体2の表面側に記録材を介して圧接し、像担持体2上の可視像を記録材に転写する転写部材3aとを備えた画像形成装置において、装置本体4に対して回動自在に支持された回動支持ユニット5と、前記転写部材3aを一つのユニットケース3cに組み込み且つ転写部材3aが像担持体2に対して接離可能なように回動支持ユニット5に対してユニットケース3cごと移動自在に保持した転写ユニット3とを備え、転写ユニット3がセット位置に配置されている状態で作像エンジン1のメンテナンスパーツ(例えば像担持体2)が交換可能となるように作像エンジン1のメンテナンスパーツを移動可能に配設したものである。
尚、本態様の転写ユニット3は、ユニットケース3cに少なくとも転写部材3aを備えていればよく、清掃部材3bを備えることは必須ではない。
本態様によれば、転写ユニット3をセット位置に設定したまま、作像エンジン1のメンテナンスパーツ、例えば像担持体2であるベルトユニットを例えば一点鎖線で示す矢印方向に移動させることで交換できるため、作像エンジン1のメンテナンスパーツの交換作業性を改善することができる。
このように、転写ユニットをセット位置に配置したまま作像エンジンのメンテナンスパーツを移動可能に配設したので、転写ユニットの移動を伴うメンテナンス作業に比べて、メンテナンス作業性を改善することができる。
以上説明してきたように、本発明によれば、転写ユニットのセット過程で、転写部材のニップ負荷等を回動支持ユニットの回動支点で受け、回動支持ユニットを画像形成装置本体側へ回動させる方向へモーメントを与えるようにしたので、回動支持ユニットの剛性を低下させた状態でも、転写部材の位置再現性を確保することができる。
このため、転写部材による転写動作を常時良好に行うことが可能になり、記録材の剥離姿勢変化にディフェクト(ジャムなど)を有効に防止し、かつ、カラー画像等の画像品質を常時良好に保つことができる
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2は本発明の基本的構成が適用されたタンデム型画像形成装置の実施の形態1を示す説明図である。
同図において、タンデム型画像形成装置は、本体ハウジング(画像形成装置本体に相当)21内に四つの色(本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン)の画像形成ユニット22(具体的には22a〜22d)を横方向に配列し、その上方には各画像形成ユニット22の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト230が含まれるベルトユニット(ベルト搬送装置)23を配設する一方、本体ハウジング21の下方には用紙等の記録材(図示せず)が収容される記録材供給カセット(図示せず)を配設すると共に、この記録材供給カセットからの記録材の搬送路となる記録材搬送路を垂直方向に配置したものである。
本実施の形態において、各画像形成ユニット22(22a〜22d)は、中間転写ベルト230の循環方向上流側から順に、例えばブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用(配列は必ずしもこの順番とは限らない)のトナー像を形成するものであり、各感光体ユニット30と、各現像ユニット33と、共通する一つの露光ユニット40とを備えている。
ここで、感光体ユニット30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電器(本例では帯電ロール)32と、感光体ドラム31上の残留トナーを除去するクリーナ34とを一体的にカートリッジ化したものである。
また、現像ユニット33は、帯電された感光体ドラム31上に前記露光ユニット40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施の形態では例えば負極性)で現像するものである。
一方、露光ユニット40は、ユニットケース内に例えば四つの半導体レーザ(図示せず)、一つのポリゴンミラー(図示せず)、結像レンズ(図示せず)及び各感光体ユニット30に対応するそれぞれミラー(図示せず)を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラーで偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
また、本実施の形態において、ベルトユニット23は、複数の張架ロール231〜236間に中間転写ベルト230を掛け渡したものであり、各感光体ユニット30の感光体ドラム31に対応した中間転写ベルト230の裏面には一次転写器(本例では一次転写ロール)51が配設され、この一次転写器51にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム31上のトナー像を中間転写ベルト230側に静電的に転写するようになっている。
ここで、中間転写ベルト230はポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の樹脂または各種ゴムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が10〜1014Ω・cmとなるように形成され、その厚みは例えば0.1mm程度に設定される。
一方、張架ロール231は、中間転写ベルト230の走行方向に直交するラテラル方向の蛇行を制御するために傾動し、かつ、中間転写ベルト230を駆動するステアリング駆動ロールであり、また、張架ロール232,233は各画像形成ユニット22(22a〜22d)に対する中間転写ベルト230の一次転写面を予め決められた位置に面出しする面出しロール(いずれも従動ロール)であり、更に、張架ロール234は中間転写ベルト230の撓みを調整するために図示外の付勢スプリングにて中間転写ベルト230に所定の張力で押し付けられるテンションロールであり、更にまた、張架ロール235は後述する二次転写ユニット52の転写ニップ域への記録材の突入姿勢を規制する記録材姿勢調整ロールであり、また、張架ロール236は後述する二次転写ユニット52のバックアップロールを兼用するロール(従動ロール)である。
更に、中間転写ベルト230の最下流画像形成ユニット22dの下流側の張架ロール236に対応した部位には二次転写ユニット52が配設されており、中間転写ベルト230上の一次転写像を記録材に二次転写(一括転写)するようになっている。
本実施の形態では、二次転写ユニット52は、ユニットケース521の開口部に二次転写ロール522を配設し、この二次転写ロールをバックアップロール(本例では張架ロール236を兼用)に対向配置し、例えば二次転写ロール522を接地すると共にバックアップロール(張架ロール236)にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加するようにしたものである。
ここで、二次転写ロール522は表面にカーボン分散したウレタンゴムのチューブ、内部はカーボンを分散した発砲ウレタンゴムからなり、さらにロール表面にフッ素コートを施し、その体積抵抗率が10〜1010Ω・cmでロール径が例えばφ28mmとなるように形成され、硬度は例えば30°(アスカC)に設定される。
そして、バックアップロール236は表面にカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブを具備し、内部をEPDMのゴムにて形成したものであり、その表面抵抗率が10〜1010Ω/□でロール径が例えばφ28mmとなるように形成され、硬度は例えば70°(アスカC)に設定される。
特に、本実施の形態では、二次転写ユニット52は、ユニットケース521内に二次転写ロール522面が清掃せしめられる清掃ブラシ523を備えている。
尚、二次転写ユニット52の取付構造及び駆動系については後述する。
更にまた、中間転写ベルト230の最上流画像形成ユニット22aの上流側にはベルトクリーナ53が配設されており、中間転写ベルト230上の残留トナーを除去するようになっている。
また、図示外の記録材供給カセットには記録材をピックアップするフィードロール(図示せず)が設けられ、このフィードロールの直後には記録材を送出するテイクアウェイロールが配設されると共に、記録材搬送路には適宜数の搬送ロール61が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置する記録材搬送路には記録材を所定のタイミングで二次転写部位へ供給するレジストレーションロール(レジストロール)62が配設されている。
一方、二次転写部位の下流側に位置する記録材搬送路には定着装置66が設けられ、この定着装置66の下流側には記録材排出用の排出ロール(図示せず)が設けられており、本体ハウジング21の上部に形成された収容トレイ68に記録材が収容されるようになっている。
次に、二次転写ユニット52の取付構造について説明する。
本実施の形態においては、図2ないし図4に示すように、本体ハウジング21の側方には扉ユニット70が回動支点71を中心として開閉自在に支承されており、この扉ユニット70の内側に二次転写ユニット52がリトラクト機構80を介して取付けられている。
ここで、二次転写ユニット52は、ユニットケース521の両側に回動支点(本例ではピンで構成)524を有し、扉ユニット70のフレーム72に取り付けられたブラケット73(図4中仮想線で示す)に長孔74(図4中仮想線で示す)を形成し、この長孔74に前記回動支点524を係止させることにより回動自在に支承されている。
そして、本実施の形態では、リトラクト機構80は、特に図4及び図5に示すように、図示外の昇降モータにて回転する偏心カム81を設け、この偏心カム81の上方にはスライドレバー82をガイドコロ83(図6参照)にて昇降自在に保持し、スライドレバー82の下端には偏心カム81面に対向する折曲部82aを形成すると共に、この下端折曲部82aの先端を付勢スプリング84にて下方側へ付勢する一方、上記スライドレバー82の上端には水平方向より斜め下方に向かって傾斜する折曲部82bを形成し、この上端折曲部82bと二次転写ユニット52のユニットケース521の回動支点524から離間した部位(本例ではユニットケース521の上部)とを連結ロッド85で連結固定したものである。
一方、ベルトユニット23側には、図2ないし図4に示すように、二次転写ロール522をセット位置に位置決めするための位置決めプレート90(図中仮想線で示す)が配設されており、この位置決めプレート90には二次転写ロール522位置決め用のV字状の位置決め溝91が形成されており、この位置決め溝91のいずれかのエッジ部に二次転写ロール522の支持軸部を当接させながら位置決め溝91の奥(セット位置に相当)に案内移動することで、二次転写ロール522が位置決め溝91に位置決めされるようになっている。
尚、図2ないし図4において、63はレジストロール62の下流側に設けられた搬送シュートで、扉ユニット70を開放したときに一方のレジストロール62と共に一方の搬送シュートを扉ユニット70と共に開放するものであり、また、符号64,65は二次転写部位の下流側に設けられ、定着装置66に向けて記録材を案内搬送する搬送ガイドであり、本例では、扉ユニット70と共に開放されようになっている。
また、本実施の形態で用いられる二次転写ユニット52の駆動系100を図6及び図7に示す。
同図において、二次転写ユニット52の駆動系100は、本体ハウジング21(図2参照)に駆動モータ101を固定配置し、この駆動モータ101の駆動軸には駆動伝達ギア102を同軸に固着する一方、前記二次転写ロール522の一端には被駆動伝達ギア103を同軸に固着し、二次転写ロール522がセット位置(図7(a)参照)、あるいは、リトラクト位置(図7(b)参照)に位置しているいずれの状況下でも、駆動伝達ギア102と被駆動伝達ギア103とを噛合させるようにしたものである。
尚、図7(a)(b)において、図2〜図5と同様な構成要素については同様な符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の作像プロセスについて説明する。
各画像形成ユニット22(22a〜22d)は感光体ドラム31上に各色成分画像(トナー像)を形成し、中間転写ベルト230上に各色成分画像を一次転写器51にて順次一次転写する。
一方、図示外からの記録材供給カセットからは記録材が供給され、レジストロール62を経て所定のタイミングで二次転写部位へと搬送される。
そして、中間転写ベルト230上に一次転写された多重転写画像は二次転写部位へと搬送され、二次転写ユニット52にて記録材に一括転写される。
この後、記録材は定着装置66を経て一括転写された画像を定着した後、図示外の排出ロールを通じて収容トレイ68へと排出される。
尚、各画像形成ユニット22では、感光体ドラム31上の残留トナーがクリーナ34にて清掃される一方、中間転写ベルト230上の残留トナーはベルトクリーナ53にて清掃される。
このような作像過程において、二次転写ユニット52は、二次転写動作を行う直前に二次転写ロール522をリトラクト位置(図5(b)参照)からセット位置(図5(a)参照)に移動させ、二次転写動作が終了した時点、若しくは、電源オフの時点でセット位置からリトラクト位置へ退避する。
ここで、二次転写ロール522がセット位置に位置するときのリトラクト機構80の動作状態を説明すると、リトラクト機構80では、偏心カム81のカム面が最も低位の状態(図5(a)参照)にある。
このとき、スライドレバー82の下端折曲部82aは偏心カム81のカム面と非接触状態にあり、スライドレバー82は付勢スプリング84にて下方に押し下げられる。
すると、ユニットケース521が回動支点524を中心として矢印方向に回動し、ユニットケース521内の二次転写ロール522がバックアップロール236側へと接近していき、位置決めプレート90の位置決め溝91に係合して位置決めされる。
一方、二次転写ロール522がリトラクト位置に位置するときのリトラクト機構80の動作状態を説明すると、リトラクト機構80では、偏心カム81のカム面が最も高位の状態(図5(b)参照)にある。
このとき、スライドレバー82の下端折曲部82aは偏心カム81によって押し上げられ、スライドレバー82は付勢スプリング84の付勢力に抗して上方へ押し上げられる。
すると、ユニットケース521が回動支点524を中心として回動し、ユニットケース521内の二次転写ロール522がバックアップロール236から離間する方向へ移動していき、セット位置から離間したリトラクト位置に達する。
また、本例において、リトラクト機構80は電源オフ時に働くディレイ回路を具備し、電源オフ時に二次転写ロール522をリトラクト位置に移動させることを可能にしている。
このため、本実施の形態では、電源オフ時にはリトラクト機構80が働いて二次転写ロール522を常時リトラクト位置に設定する。このため、電源オン時には二次転写ユニット52は二次転写ロール522をリトラクト位置に保持した状態から動作を開始する。
また、本実施の形態では、二次転写ユニット52の駆動系100は、図7(b)に示すように、二次転写ロール522がリトラクト位置に位置しているときでも、駆動モータ101に駆動連結されている駆動伝達ギア102と被駆動伝達ギア103とが噛合しているため、二次転写ロール522は直ちに駆動回転される。
このため、二次転写ロール522をリトラクト位置(図7(b)参照)からセット位置(図7(a)参照)に移動させる際には、二次転写ロール522を回転させながらセット位置に設定することができる。
それゆえ、二次転写ロール522がセット位置に到達する前から中間転写ベルト230を前もって回転させ、各画像形成ユニット22の作像工程を始めたとしても、二次転写ロール522がセット位置に到達して中間転写ベルト230に当接する瞬間に、中間転写ベルト230に速度変動を生じさせ、画像の位置ずれや中間転写ベルト230のモーションクオリティに悪影響を与えることはない。
また、本実施の形態では、駆動伝達ギア102の位置は駆動モータ101との位置関係からして一義的に決定されるが、被駆動伝達ギア103の位置は二次転写ロール522の位置変化に伴って移動する。
このため、本実施の形態では、二次転写ロール522がセット位置(図7(a)参照)に位置するとき、駆動伝達ギア102と被駆動伝達ギア103とは正規位置で噛合し、二次転写ロール522に安定した回転駆動が与えられるようになっている。
但し、二次転写ロール522がリトラクト位置(図7(b)参照)に位置する場合には、両ギア102,103の噛合状態は正規位置からずれるが、両ギア102,103の歯先半径の合計以下に両ギア102,103の中心間距離を入るようにすれば、両ギア102,103の噛合状態は維持される。
更に、本実施の形態では、二次転写ユニット52による転写動作中に、記録材のジャムが生じた場合には、図3(a)(b)に示すように、扉ユニット70を開放することでジャム処理を行うことができる。
この場合、二次転写ユニット52は扉ユニット70と共に開放されることになるが、二次転写ユニット52はユニットケース521に二次転写ロール522及び清掃ブラシ523を組み込んだものであり、リトラクト機構80によって二次転写ユニット52はユニットケースごと移動することになるため、ユニットケース521の開口部は二次転写ロール522に合わせた寸法分だけ確保すればよく、ユニットケース521と二次転写ロール522との間には不必要な隙間は存在しない。
それゆえ、二次転写ユニット52が扉ユニット70と共に回動したとしても、ユニットケース521の開口部からトナークラウドが不必要に吹き出される虞れは全くない。
また、本実施の形態にあっては、二次転写ユニット52の駆動系100は、二次転写ロール522と同軸に被駆動伝達ギア103を固着するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば図8(a)(b)に示すような駆動系100を採用するようにしてもよい。
同図における二次転写ユニット52の駆動系100は、本体ハウジング21(図2参照)に駆動モータ111を固定配置し、この駆動モータ111の駆動軸には駆動伝達ギア112を同軸に固着する一方、前記二次転写ユニット52のユニットケース521の回動支点524に被駆動伝達ギア113を同軸に固着すると共に、二次転写ロール522に同軸に固着された被駆動伝達ギア114に前記被駆動伝達ギア113を噛合させ、二次転写ロール522がセット位置(図8(a)参照)、あるいは、リトラクト位置(図8(b)参照)に位置しているいずれの状況下でも、駆動伝達ギア112と被駆動伝達ギア113とを噛合させるようにしたものである。
ここで、リトラクト機構80によってユニットケース521が回動支点524を中心として回動するが、この回動支点524は、扉ユニット70のブラケット73の長孔74に拘束された状態で係合するリンク機構になっているため、このリンク機構の回転中心である回動支点524位置の変動は少ない。
このため、本例では、位置変動の少ないユニットケース521の回動支点524に被駆動伝達ギア113を固着し、各位置での駆動伝達ギア112との噛合状態を維持することを可能としたものである。
尚、本例でも、二次転写ロール522がセット位置(図8(a)参照)に位置するとき、駆動伝達ギア112と被駆動伝達ギア113とは正規位置で噛合し、二次転写ロール522に安定した回転駆動が与えられるようになっている。
但し、二次転写ロール522がリトラクト位置(図8(b)参照)に位置する場合には、両ギア112,113の噛合状態は正規位置からずれるが、両ギア112,113の歯先半径の合計以下に両ギア112,113の中心間距離を入るようにすれば、両ギア112,113の噛合状態は維持される。
また、本実施の形態において、二次転写ユニット52のユニットケース521内には清掃ブラシ523によるトナー残留物が堆積する。
このとき、図9に示すように、ユニットケース521の下方領域に残留トナー堆積部120を確保する場合には、特に扉ユニット70の開閉時には二次転写ユニット52が大きく回転移動するため、残留トナー堆積部120に堆積するトナーが清掃ブラシ523側へ逆流して再付着し、これが二次転写ロール522を汚す懸念が生ずる。
このため、本実施の形態では、ユニットケース521内に清掃ブラシ523の配設部と残留トナー堆積部120との間に仕切部121を設けることが好ましい。
ここで、仕切部121としては、図9に示すように、ユニットケース521の一部に内方に突出する仕切壁を設けるようしてもよいし、あるいは、ユニットケース521内に別部材による仕切壁を設けるようにしてもよい。
尚、図9中、符号122はユニットケース521の開口下縁に取り付けられて二次転写ロール522との間を気密に保つ弾性シールリップである。
更に、本実施の形態では、前記清掃ブラシ523のブラシ体523aの向きについても工夫が施されている。
すなわち、本実施の形態では、図10(a)に示すように、扉ユニット70、二次転写ユニット52及びベルトユニット23が設けられており、二次転写ユニット52内の清掃ブラシ523の駆動系は、図10(b)に示すように、二次転写ロール522の一端部に駆動伝達ギア131を設ける一方、清掃ブラシ523の回転軸の一端には前記駆動伝達ギア131に噛合する被駆動伝達ギア132を設けたもので、二次転写ロール522に追従して清掃ブラシ523を回転駆動するようになっている。
このような態様において、二次転写ロール522は、セット過程において位置決めプレート90のV字状の位置決め溝91のエッジ部に支持軸部を当接させ、このエッジ部で当該支持軸部を接触転動させながら位置決めされるが、この二次転写ロール522の位置決め時における回転方向は、位置決め溝91のいずれの側のエッジ部かによって異なる。
例えば図11(a)に示すように、二次転写ロール522の支持軸部522aが位置決め溝91の上側エッジ部91aに当接して下方側に接触転動する態様にあっては、二次転写ロール522は、矢印に示すように、反時計回り方向に回転し、清掃ブラシ523は逆に時計回り方向に回転する。
一方、例えば図11(b)に示すように、二次転写ロール522の支持軸部522aが位置決め溝91の下側エッジ部91bに当接して上方側に接触転動する態様にあっては、二次転写ロール522は、矢印に示すように、時計回り方向に回転し、清掃ブラシ523は逆に反時計回り方向に回転する。
このとき、本実施の形態において、清掃ブラシ523のブラシ体523aは、図11(c)に示すように、二次転写ロール522の回転方向に沿って延びる先端部を二次転写ロール522に接触配置したものであり、二次転写ロール522の回転方向に対し回転負荷が少ない方向に向かって配置される。
尚、清掃ブラシ523に代えて清掃ブレード525を使用する態様にあっては、図11(d)に示すように、二次転写ロール522の回転方向に沿って延びる清掃ブレード525の先端部を二次転写ロール522に接触配置し、二次転写ロール522の回転方向に対し回転負荷が少ない方向に向かうように清掃ブレード525を配置するようにすればよい。
従って、二次転写ユニット52のセット時における二次転写ロール522の負荷変動が抑えられ、負荷変動による二次転写ロール522の位置再現性は良好に保たれる。
特に、本実施の形態では、ベルトユニット23側のベルトクリーナ53は、図10(a)に示す向きに清掃ブレード53aを備えている。
この清掃ブレード53aは中間転写ベルト230が矢印方向へ回転する時に回転負荷が少なくなる方向に配置されているため、清掃ブレード53aによる回転負荷の影響をも抑えるという観点からすれば、二次転写ロール522の位置決め過程において中間転写ベルト230に上述した向きの回転を与えるようにすればよい。
本例において、具体的には、例えば図11(b)に示すように、二次転写ロール522の支持軸部522aを位置決めプレート90の位置決め溝91の下側エッジ部91b側へ当接させ、位置決め時に二次転写ロール522を矢印方向に回転させる方式を採用すれば、二次転写ロール522が中間転写ベルト230に当接した際に中間転写ベルト230を図10(a)に示す矢印方向に回転させることが可能になり、これにより、二次転写ロール522の位置決め過程において二次転写ロール522への回転負荷をより少なく抑えることができる。
従って、二次転写ユニット52のセット時における二次転写ロール522の負荷変動がより少なく抑えられ、負荷変動による二次転写ロール522の位置再現性は良好に保たれる。
◎実施の形態2
図12は実施の形態2に係る画像形成装置の要部を示す説明図である。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態1と略同様な基本的構成を有し、更に、扉ユニット70へ作用する力関係を新たに設定したものである。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
すなわち、本実施の形態にあっては、図12に示すように、扉ユニット70に二次転写ユニット52のユニットケース521が回動支持され、二次転写ユニットのセット過程でユニットケース521の回動支点524から離れた部位にセット力Fが与えられるものであるが、ユニットケース521の回動支点524からの反力Rが扉ユニット70の回動支点71方向へ設定されており、しかも、セット力Fの作用反力による扉ユニット70の回動支点71周りのモーメントMが扉ユニット70を本体ハウジング21(図2参照)側へ回転させる向きに設定されている。
ここで、ユニットケース521の回動支点524からの反力Rを扉ユニット70の回動支点71方向へ設定する方法としては、ブラケット73の長孔74の長手方向を扉ユニット70の回動支点71とユニットケース521の回動支点524とを結ぶ半径の円軌跡mの接線方向に設定するようにすればよい。
また、本例において、二次転写ユニット52セット時に二次転写ユニット52に作用する力は、図13に示すように、リトラクト機構80からのセット力F、回動支点524に作用する反力R及び二次転写ロール522側に加わる力Kであり、今、各力がいずれも略平行になるように設定されているとすれば、これらの力F、R、KはF+R+K=0の釣り合い関係にある。
この状態では、扉ユニット70周りのモーメントMを考えて見ると、扉ユニット70に作用する外力はF、Rであり、かつ、Rは扉ユニット70の回動支点71方向に向かっているため、回動支点71に対するセット力Fの作用点までのモーメントスパンをrとすれば、M=F・rという大きさになる。
本態様によれば、回動支点524に作用する反力Rは二次転写ロール522からのニップ負荷等を受けるものであり、この反力Rは扉ユニット70の回動支点71で受け止められる。
このため、この反力Rによって扉ユニット70が不必要に歪み変形することはない。
また、扉ユニット70には本体ハウジング21側に向かって回転するモーメントMが作用するため、扉ユニット70が開放される方向に位置ずれする懸念もない。
それゆえ、二次転写ロール522のニップ力(7〜10kgf)に対応する反力Rが生じたとしても、これは扉ユニット70の回動支点71で受け止められるため、扉ユニット70には前記7〜10kgf程度のニップ力に耐えられる剛性の構造物である必要が無くなる。
また、扉ユニット70には閉じる方向のモーメントMが作用するため、二次転写ロール522の位置決め精度は良好に保たれ、二次転写ロール522の位置再現性は確保される。
また、本実施の形態の変形形態においては、図14に示すように、二次転写ユニット52のユニットケース521の回動支点524からの反力R(二次転写ロール522のニップ負荷及び位置決めプレート90の位置決め溝91からの反力負荷に相当)による扉ユニット70の回動支点71周りのモーメントM1(回動支点71からのモーメントスパンをr1とすればR・r1)と、セット力Fの作用反力による扉ユニット70の回動支点71周りのモーメントM2(回動支点71からのモーメントスパンをr2とすればF・r2)との合計が扉ユニット70を本体ハウジング21側へ回動させる向きであるようにしてもよい。
この態様にあっては、二次転写ロール522のニップ負荷等を扉ユニット70の回動支点71近傍で受けるようにすれば、扉ユニット70の剛性をそれほど高くしなくても、二次転写ロール522のニップ負荷等によって扉ユニット70が歪み変形することはない。
また、前記モーメントの合計は扉ユニット70を閉じる方向に働くから、二次転写ロール522の位置再現性も確保される。
特に、本形態にあっては、モーメントM1が扉ユニット70を開く方向に働く成分であるため、モーメントの合計自体は実施の形態のものに比べて小さく抑えられる。
このため、この扉ユニット70に作用するモーメントによる歪み変形も少なくなる。
尚、本変形形態において、モーメントの合計を略0に設定するようにしてもよく、この場合には、扉ユニット70の閉じ方向にはモーメントが作用しないことになるため、扉ユニット70をより低剛性にすることが可能である。
◎実施の形態3
図15は実施の形態3に係る画像形成装置を示す説明図である。
同図において、本実施の形態に係る画像形成装置は、実施の形態1と略同様の構成を有し、更に、メンテナンス作業性を改善するようにしたものである。
尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本例においては、ベルトユニット23はベルトユニット支持機構600を有し、このベルトユニット支持機構は、操作アーム601を回動操作することでベルトユニット23を昇降させ、かつ、上昇した位置においてガイドレール602に沿ってベルトユニット23を抜き差しできるようにしたものである。
尚、感光体ユニット30は本体ハウジングの手前側から引き出し可能な感光体ユニット支持機構(図示せず)を備えている。
先ず、二次転写ユニット52を交換する際には、図16及び図20(a)(b)に示すように、扉ユニット70を開放することで二次転写ユニット52を取り外し、一方、扉ユニット70を開いた状態のまま新たな二次転写ユニット52を扉ユニット70に設定した後、扉ユニット70を閉じるようにすればよい。
このとき、図20(a)に示すように、扉ユニット70を開放するときには、二次転写ロール522の支持軸部522aが位置決めプレート90の位置決め溝91に沿って上方側へ案内され、逆に、扉ユニット70を閉じるときには、二次転写ロール522の支持軸部522aが位置決めプレート90の位置決め溝91に沿って下方側へ案内される。
また、ベルトユニット23を交換する場合には、二次転写ユニット52はセット位置に配置されたままでよく、先ず、図17に示すように、ベルトユニット支持機構600の操作アーム601を手前側へ押し下げ、これによって、ベルトユニット23を上方へ押し上げる。
このとき、図21に示すように、ベルトユニット23の上昇に伴って二次転写ロール522の支持軸部522aが位置決めプレート90の位置決め溝91から離脱し、また、ベルトユニット23は感光体ユニット30の感光体ドラム31から離間する。
この状態において、図18及び図21に示すように、本体ハウジング21の対応するサイド扉610を開放した後に、ベルトユニット支持機構600のガイドレール602に沿ってベルトユニット23を引き出すようにすればよい。
尚、交換後にベルトユニット23を装着する際には、上述した取り外し工程の逆の手順を行うようにすればよい。
このとき、本体ハウジング21内にベルトユニット23を挿入した後に、操作アーム601を上昇させて下降させると、このベルトユニット23の下降に伴って位置決めプレート90の位置決め溝91がセット位置にある二次転写ユニット52の二次転写ロール522に係合する。
また、ベルトユニット23のベルトクリーナ53を交換する際には、ベルトユニット23の交換作業を行いながら、ベルトクリーナ53部分が本体ハウジング21の外部に露呈した時点でベルトクリーナ53の交換作業を行うようにすればよい。
更に、感光体ユニット30を交換する場合には、図19に示すように、ベルトユニット23を上昇させた後、本体ハウジング21のフロント扉611を開け、感光体ユニット30を引き出すようにすればよい。
尚、感光体ユニット30を装着する場合には、本体ハウジング21内に新たな感光体ユニット30を挿入した後、上昇位置にあるベルトユニット23を下降させるようにすればよい。
このとき、図22に示すように、ベルトユニット23を上昇、下降するだけなので、二次転写ユニット52はセット位置に位置したままで差し支えない。
(a)は本発明及び本発明に関連する参考発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図、(b)は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図、(c)は本発明に関連する別の参考発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 実施の形態1に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 (a)は本実施の形態に係る画像形成装置において扉ユニットが閉じている状態を示す説明図、(b)は同画像形成装置において扉ユニットが開いた状態を示す説明図である。 本実施の形態で用いられる二次転写ユニットの詳細を示す説明図である。 (a)は二次転写ロールがセット位置に位置するときの二次転写ユニットの状態を示す説明図、(b)は二次転写ロールがリトラクト位置に位置するときの二次転写ユニットの状態を示す説明図である。 本実施の形態に係る二次転写ユニットの駆動系を示す説明図である。 (a)は二次転写ロールがセット位置に位置するときの駆動系の状態を示す説明図、(b)は二次転写ロールがリトラクト位置に位置するときの駆動系の状態を示す説明図である。 本実施の形態に係る二次転写ユニットの駆動系の変形形態を示し、(a)は二次転写ロールがセット位置に位置するときの駆動系の状態を示す説明図、(b)は二次転写ロールがリトラクト位置に位置するときの駆動系の状態を示す説明図である。 本実施の形態における二次転写ユニットの変形形態を示す説明図である。 (a)は本実施の形態で用いられる扉ユニット、二次転写ユニット及びベルトユニットのレイアウトを示す説明図、(b)は二次転写ユニットの清掃ブラシの駆動系を示す説明図である。 (a)は二次転写ロールの位置決め時の状態の一例を示す説明図、(b)は二次転写ロールの位置決め時の状態の他の例を示す説明図、(c)は清掃ブラシのブラシ体の向きについての説明図、(d)は清掃ブラシに代えて清掃ブレードを用いる場合のレイアウト例を示す説明図である。 実施の形態2で用いられる画像形成装置の要部を示す説明図である。 実施の形態2における二次転写ユニットの力の釣り合い状態を示す説明図である。 実施の形態2の変形形態における扉ユニットに働くモーメントの作用状態を示す説明図である。 実施の形態3で用いられる画像形成装置の使用状態における概要を示す説明図である。 実施の形態3において、二次転写ユニットを交換する際のメンテナンス作業例を示す説明図である。 実施の形態3において、ベルトユニットを交換する際のメンテナンス作業例の第一ステップを示す説明図である。 実施の形態3において、ベルトユニットを交換する際のメンテナンス作業例の第二ステップを示す説明図である。 実施の形態3において、感光体ユニットを交換する際のメンテナンス作業例を示す説明図である。 (a)は二次転写ユニットを取り外す際のメンテナンス作業例における二次転写ユニット周辺の状態を示す説明図、(b)は二次転写ユニットを装着する際のメンテナンス作業例における二次転写ユニット周辺の状態を示す説明図である。 ベルトユニットを交換する際のメンテナンス作業例における二次転写ユニット周辺の状態を示す説明図である。 感光体ユニットを交換する際のメンテナンス作業例における二次転写ユニット周辺の状態を示す説明図である。 (a)は従来における扉ユニットに二次転写ユニットを配設した態様の画像形成装置の一例を示す説明図、(b)は扉ユニットを開放した状態を示す説明図である。
符号の説明
1…作像エンジン,2…像担持体,3…転写ユニット,3a…転写部材,3b…清掃部材,3c…ユニットケース,3d…回動支点,4…装置本体,5…回動支持ユニット,5d,5d’…回動支点,6…ユニット保持機構,7…位置決め部材

Claims (1)

  1. 可視像を担持する像担持体が含まれる作像エンジンと、像担持体の表面側に記録材を介して圧接し、像担持体上の可視像を記録材に転写する転写部材とを備えた画像形成装置において、
    画像形成装置本体に対して回動自在に支持された回動支持ユニットと、
    前記転写部材を一つのユニットケースに組み込み且つ転写部材が像担持体に対して接離可能なように回動支持ユニットに対してユニットケースごと移動自在に保持した転写ユニットとを備え、
    転写ユニットを保持するユニット保持機構は、回動支持ユニットにユニットケースを回動支持し、転写ユニットのセット過程でユニットケースの回動支点から離れた部位にセット力を与えるもので、ユニットケースの回動支点からの反力を回動支持ユニットの回動支点方向へ設定し、かつ、セット力の作用反力による回動支持ユニットの回動支点周りのモーメントを回動支持ユニットを画像形成装置本体側へ回転させる向きに設定したものであることを特徴とする画像形成装置。
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