JP4405964B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
先ず、無端ベルトである感光体を張力を持った状態になるよう張架している2つのドラムのうち1つのドラムを、張力解除レバーを回動することによって移動させる。具体的には、ドラムを他方のドラムに対する軸間距離が縮まる方向に移動させる。これによって、感光体の張力が解除される。そして、張力が解除された状態の感光体をドラム軸方向に取り出し、新しい無端ベルト上の感光体と交換を行う。
以上のように、従来、装置内の無端ベルトを交換する際には、無端ベルトを取り出す操作の前に、ベルト張力を解除するためのレバー操作が必要であった。
この方法によれば、中間転写ベルト交換の際に予め中間転写ベルトユニット内で正確に中間転写ベルトの位置合わせがされたユニットを装置に装着するので、ベルト交換によってベルトの位置ずれが生じる恐れが少なくなる。また、装置内で複雑な構成となっている中間転写ベルトをユニット化し、中間転写ベルトが劣化したときにはユーザーが装置から取り出したユニットと新たなユニットとを交換することで中間転写ベルトの交換ができるようになり、メインテナンスが容易となる。
また、上記特開平10−123852号公報に記載されているベルトの交換方法においては、ベルトにかかる張力を解除する必要はないものの、ベルトの交換のためにユニットごと交換する必要があるため、ベルトよりも耐久年数が長いローラ類およびその駆動機構も同時に交換されてしまう。また、ユニットの交換に備えて新たな中間転写ベルトユニットを保管しておく必要が生じる。この交換用のユニット内では常時ベルトがテンションを付与された状態となっている。このようなユニットを高温高湿環境等のベルトの機械的特性にとって不利な環境下で保管すると、ベルトにカール癖や伸びしわ等が生じてしまうことがある。そして、このようなユニットを装置内に設けた場合、画像ノイズが生じたり、ベルト寿命が短くなったりするという問題が生じてしまう。
請求項2の画像形成装置は、請求項1の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの一部が圧解除の自然なベルト状態より内側に入り込む位置をとるよう該一部の位置を規制する位置規制部を設けたことを特徴とするものである。
請求項2の画像形成装置は、請求項1に記載の中画像形成装置において、上記中間転写ベルトの一部が圧解除の自然なベルト状態より内側に入り込む位置をとるよう該一部の位置を規制する位置規制部を設けたことを特徴とする。
請求項3の画像形成装置は、請求項1または2の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置とを設けたことを特徴とするものである。
請求項4の画像形成装置は、請求項1または2の画像形成装置において、上記無端ベルトを無端移動させるベルト駆動手段と、上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置とを設け、該クリーニング装置による該ベルトのクリーニング位置を、上記加圧部材による該無端ベルト外周面の加圧位置に対して該ベルト駆動手段による中間転写ベルト表面移動方向上流側近傍としたことを特徴とするものである。
請求項5の画像形成装置は、請求項1または2の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置を設け、該クリーニング装置としてベルト装置本体に対して着脱可能なクリーニングユニットを用い、該クリーニングユニットに上記加圧部材を設けたことを特徴とするものである。
請求項6の画像形成装置は、請求項1または2の画像形成装置において、上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置と、該クリーニング装置を該中間転写ベルトに対して位置決めするクリーニング装置位置決め手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項7の画像形成装置は、請求項1〜6のいずれか一の画像形成装置において、上記中間転写ユニットに取っ手を設けたことを特徴とするものである。
先ず、実施形態1及び2においては、タンデム型画像形成装置に本発明を適用したものについて説明する。
ここで、実施形態の説明の前に、タンデム型画像形成装置について触れておく。タンデム型画像形成装置には、直接転写方式のものと中間転写方式とがある。前者は、図18に示すように、各感光体1上の画像を転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送するシートsに順次転写する。後者は、図19に示すように、各感光体1上の画像を1次転写装置2によりいったん中間転写ベルト4に順次転写して後、その中間転写ベルト4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する。
一方、中間転写方式のものは、2次転写位置を比較的自由に設置することができる。そこで、例えば図19に示すように、2次転写位置を感光体1と対向する1次転写位置から離れた位置とし、給紙装置6および定着装置7を、タンデム型画像形成装置Tと重ねたレイアウトをとることによって、タンデム型画像形成装置Tの上流側及び下流側(図19中では水平方向)に対して小型化できるという利点がある。また、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるため、定着装置7を通過する際、画像に悪影響を及ぼす虞がない。このため、タンデム型画像形成装置で中間転写方式のものが特に注目されてきている。
近年注目されつつある中間転写方式のタンデム型画像形成装置において、中間転写ベルトは一定のテンションが付与された状態でローラ間に架渡されている。このため、ベルトの回転による繰り返し曲げや継続的な引張り荷重によって生じるベルトの伸縮等によってベルトが劣化し、機械的破壊が生じることがある。また、中間転写ベルトにカーボン分散タイプの半導電性ベルトを用いた場合、トナー像を転写する際の高電圧印加によりカーボン分散状態が崩れ、徐々にベルトの電気抵抗値が変化してしまい、使用可能なベルト抵抗値の範囲外となったり、頻繁に像担持体または記録シートと直接接触するためベルト表面が摩擦接触による摩耗が発生したりして寿命が来てしまう。
従って、中間転写方式のタンデム型画像形成装置における中間転写ベルトは画像形成装置本体よりも耐久年数が短くなりやすく、その分中間転写ベルトを新しいものと交換する頻度も高くなる。従って、中間転写ベルト交換を容易にできるようにしたり、中間転写ベルトのみを交換できるようにしたりすることは、中間転写方式のタンデム型画像形成装置にとって、特に求められるところである。
〔実施形態1〕
先ず、本発明をタンデム型間接転写方式のカラー電子写真複写機に適用した実施形態について説明する。
図1は、この発明の実施形態の一例を示すもので、タンデム型間接転写方式のカラー電子写真複写機(以下、複写機という)の概略構成図である。この複写機は、複写装置本体100、この複写機本体を載せる給紙テーブル200、複写装置本体上に取り付けるスキャナ300、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)400から主に構成されている。
また、3つの支持ローラ14,15,16のうち第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写ベルト10上には、その搬送方向に沿って、シアン,マゼンタ,イエロー,ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。そして、このタンデム画像形成装置20の上には、図1に示すように、さらに露光装置21を設ける。
また、2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下側に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
紙裏面側は+200[V]程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しづらいため、紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。また、印加電圧として、DCバイアスが印加されているが、これはシートをより均一帯電させるためDCオフセット成分を持ったAC電圧でも良い。
このようにバイアスを印加したレジストローラ49を通過した後の紙表面は、若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写ベルト10からシートへの転写では、レジストローラ49に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
樹脂ベルトは硬度が高くトナー層に応じて変形しないため、トナー層を圧縮させやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
また、最近はフルカラー画像を様々な用紙、例えば和紙や意図的に凹凸を付けや用紙に画像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし、平滑性の悪い用紙は転写時にトナーと空隙が発生しやすく、転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めると、トナー層の凝縮力を高めることになり、上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
弾性ベルトは樹脂ベルトより硬度が低いため、転写部でトナー層、平滑性の悪い用紙に対応して変形する。つまり、局部的な凹凸に追従して弾性ベルトは変形するため、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ文字の中抜けの無い、平面性の悪い用紙に対しても均一性の優れた転写画像を得ることが出来る。
弾性ベルトの樹脂はポリカーボネート、フッ素系樹脂(ETFE、PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
また、弾性材ゴム、エラストマーとしては、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1、2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。
一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処理を施すこともできる。芯体層を設ける製造方法は特に限定されるものではない、例えば筒状に織った織布を金型等に被せ、その上に被覆層を設ける方法、筒状に織った織布を液状ゴム等に浸漬して芯体層の片面あるいは両面に被覆層を設ける方法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付け、その上に被覆層を設ける方法等を挙げることができる。
弾性層の厚さは、およそ1[mm]以上で、弾性層の硬度にもよるが厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂の発生しやすくなる。又、伸縮量が大きくなることから画像に伸びちじみが大きくなること等から厚すぎることは好ましくない。
弾性層の硬度の適正範囲は10≦HS≦65゜(JIS−A)である。ベルトの層厚によって最適硬度の調整は必要となる。硬度10゜JIS−Aより下のものは寸法精度良く成形する事が非常に困難である。これは成型時に収縮・膨張を受け易い事に起因する。また柔らかくする場合には基材へオイル成分を含有させる事が一般的な方法であるが、加圧状態で連続作動させるとオイル成分が滲みだして来るという欠点を有している。これにより中間転写ベルト表面に接触する感光体を汚染し横帯状ムラを発生させる事が分かった。一般的に離型性向上のために表層を設けているが、完全に浸みだし防止効果を与えるためには表層は耐久品質等要求品質の高いものになり、材料の選定、特性等の確保が困難になってくる。これに対して硬度65゜JIS−A以上のものは硬度が上がった分精度良く成形できるのと、オイル含有量を含まない、または少なく抑えることが可能となるので、感光体に対する汚染性は低減可能であるが、文字の中抜け等転写性改善の効果が得られなくなり、ローラへの張架が困難となる。
PVDF100重量部に対してカーボンブラック18重量部、分散剤3重量部、トルエン400重量部均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10[mm/sec]で静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75[μm]のPVDFの均一な膜を形成した。75[μm]の膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10[mm/sec]で静かに引き上げ室温乾燥させ150[μm]のPVDFベルトを形成した。これに、ポリウレタンプレポリマー100重量部、硬化剤(イソシアネート)3重量部、カーボンブラック20重量部、分散剤3重量部、MEK500重量部を均一分散させた分散液に上記150[μm]のPVDFが形成されている円筒形型を浸け30[mm/sec]で引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰り返しを行い狙いの150[μm]のウレタンポリマー層を形成させた。さらに表層用にポリウレタンプレポリマー100重量部、硬化剤(イソシアネート)3重量部、PTFE微粉末粉体50重量部、分散剤4重量部、MEK500重量部を均一分散させた。
上記150[μm]のウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30[mm/sec]で引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰り返しを行い5[μm]のPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させた。室温で乾燥後130℃、2時間の架橋を行い、樹脂層;150[μm]、弾性層;150[μm]、表層;5[μm]の3層構造の中間転写ベルト10を得た。
また、黒単色の画像を形成する場合であっても、中間転写ベルト10が他色の感光体(シアン,マゼンタ,イエロー)と接触しているため、これら他色の画像形成手段18も動作させておく必要が生じる。これは、黒単色の画像を形成する場合に、他色の感光体を回転させないとすると、中間転写ベルト10との摩擦により損傷してしまうからである。従って、黒単色の画像を形成する場合にも、他色の画像形成手段18も動作させておくため、動作を停止させておく場合に比べ、これら他色の画像形成手段18の寿命が短くなってしまう。
また、中間転写ベルトにカール癖や永久ひずみが生じる場合がある。特に、近年では画像形成装置の小型化がより望まれており、これに伴ってユニットの小型化を図る必要から、支持ローラを小径化することにより、ベルトの張架部にカール癖や永久ひずみがより発生しやすくなっている。中間転写ベルトにカール癖や永久ひずみが生じると、1次転写部および2次転写部にて均一な転写ができず、転写ムラ等の異常画像となる場合が多い。この対策としては、ベルト停止位置を毎回変更すること(特願平11−212426号公報)や、ベルト回転時以外にはベルトテンションを解除すること(特願平10−181927号公報)等がある。
さらに、装置のメインテナンス時においては、感光体に接触したまま中間転写ベルトを取り外すと傷が発生するため、解除して離間させることが多い。この場合、中間転写ベルトを感光体より離間する動作が必要となり、この動作のために解除レバー等の複雑な機構を備える必要があるため、コストアップにつながる。
図4は、中間転写ベルト10の張架構造の説明図であり、中間転写ベルト10が全ての感光体40C,M,Y,Bkに当接した全当接モードを示している。上記接離手段は、図4において、中間転写ベルト10をシアン、マゼンタ、イエローの各感光体40C,M,Yに対して同時に接離させるための第1揺動アーム70及び第1接離カム71と、中間転写ベルト10を黒感光体40Bkに対して接離させるための第2揺動アーム80及び第2接離カム81とから主に構成されている。上記第1接離カム71は、駆動制御部73からの制御信号で駆動制御される第1駆動モータ74により回転駆動される。また、上記第2接離カム81は、駆動制御部85からの制御信号で駆動制御される第2駆動モータ86により回転駆動される。
図4の状態から第1接離カム71を半回転させることにより、第1揺動アーム70が揺動支点72を中心として図中下側に揺動し、シアン用,マゼンタ用,イエロー用の3つの1次転写ローラ62C,M,Yがこれらに対応した3つの感光体40C,M,Yから離れていき、中間転写ベルト10がこれら3つの感光体40C,M,Yから離間する。この結果、図5に示す一部離間モードとなり、黒単色画像を形成することができる。
この一部離間モードでは、中間転写ベルト10が黒感光体40Bkのみに当接し、これ以外の他の3つの感光体40C,M,Yから離間しているため、これら3つの感光体40C,M,Yでは中間転写ベルト10との接触による感光体劣化を防止することができる。また、黒感光体40Bk以外の他の3つの感光体40C,M,Yの動作を停止しておくことができるので、これらの感光体40C,M,Yだけでなく、これらの画像形成手段18の帯電装置60、現像装置61、クリーニング装置63等(図3参照)の寿命を延ばすことができる。
図5の状態から第2接離カム81を半回転させると、第2揺動アーム80が揺動支点82を中心として図中右回り方向に揺動し、黒用1次転写ローラ62Bkが下側に下がって黒感光体40Bkから離れていき、中間転写ベルト10が黒感光体40Bkから離間する。これにより、中間転写ベルト10は全ての感光体40C,M,Y,Bkから離間することになる。
また、このとき、一端を第2揺動アーム80により支持された第1揺動アーム70は揺動支点72側が図中下側に下がるため、第1揺動アーム70は図4の状態から略平行に下に移動することになる。仮に、第1揺動アーム70の揺動支点72が第2揺動アーム80に接続していなければ、第1揺動アーム70は図中左下側に傾斜した状態となり、イエロー用1次転写ローラ62Yがイエロー感光体40Yに最も接近しており、中間転写ベルト10とイエロー感光体40Yとの離間量が他の2つの感光体40C,Mに比べて小さくなってしまう。また、中間転写ベルト10の張力の減少量が小さく、張力を弱めてカール癖を防止する効果が十分に得られなくなってしまう。本実施形態、では、中間転写ベルト10を全ての感光体40C,M,Y,Bkから離間させたときには、第1揺動アーム70が略平行に下側に移動し、第1揺動アーム70の一端側だけが揺動する構成に比べ、中間転写ベルト10と各感光体40C,M,Yとの離間量が略一定となる。また、全当接モードに比べ、中間転写ベルト10のベルト張力が小さくなる。
以下に、中間転写ベルト10交換を容易にできるようにした本実施形態の特徴部について説明する。
本実施形態の中間転写ベルト10は、外周面にクリーニング部材としてのクリーニングブレード104が当接され、内周面には3つの支持ローラ14,15,16の他、クリーニング対向ローラ101が設けられている。これら、3つの支持ローラ14,15,16とクリーニング対向ローラ101との4つのローラで張架部材が構成されている。また、支持ローラ14,15,16はそれぞれ、中間転写ベルト10を駆動する駆動ローラ14、従動ローラ15、2次転写ニップを形成するための2次転写対向ローラ16となっている。これら中間転写ベルト10と中間転写ベルト10を張架している4つのローラ14,15,16,101とを合わせてベルトユニットとしての中間転写ユニットDという。中間転写ユニットDは、後に説明するように複写機本体に対して着脱可能となっている。
そして、クリーニングブレード104によるクリーニング位置の中間転写ベルト搬送方向下流側近傍に、中間転写ベルト10を外周面から加圧する加圧部材としてのテンションローラ103が設けられており、スプリングによって中間転写ベルト側に押圧されている。これによって、クリーニングブレード104によるベルトのクリーニング位置を、テンションローラ103によるベルト外周面の加圧位置に対してベルト表面移動方向上流側近傍となる。
また、中間転写ベルト10の自然長は、3つの支持ローラ14,15,16とクリーニング対向ローラ101とを順に結ぶ外側の共通接線と各ローラに中間転写ベルト10が接する周面の長さの総和、即ち4つのローラが形成するベルトの張架経路のよりも長くしており、上記テンションローラ103による加圧によって内側に湾曲させることによって所定の張力をもつようにしている。
また、上記テンションローラ103とクリーニングブレード104とは共に一体化されたクリーニングユニット内に設けている。このクリーニングユニットは、後述するように複写機本体に対して着脱可能となっている。
図9は、本実施形態の複写機に対して着脱可能に構成した着脱ユニットAの斜視図である。この着脱ユニットAは、上記中間転写ユニットDと上記クリーニング装置17とがユニットフレームCに一体に設けられており、それらを一体化して複写機に対して着脱できる構成となっている。この着脱ユニットAが複写機本体に装着状態であるとき、図7に示したように中間転写ベルト10がテンションローラ103で押圧された状態となっている。
この着脱ユニットAにおいて、中間転写ユニットDには、中間転写ベルト10を張架する4つのローラのローラ軸方向端部を保持し位置決めするための側板110a,bがローラ軸方向両端部に設けられている。そして、複写機内に着脱ユニットAが装着状態となっているときに装置手前側となる側板110aに取っ手部106を設けている。
先ず、着脱ユニットAを複写機本体から離脱する。このため、中間転写ユニットDに設けた取っ手106を手前に引く。これによって、着脱ユニットA全体が複写機本体から装置手前が側に引き出され、そのまま引き続けることで、着脱ユニットA全体を複写機から外すことができる。このとき、全ての感光体40C,M,Y,Bkから中間転写ベルト10を離間させた全離間モードとしているので、中間転写ベルト表面に感光体が接触することなく、着脱ユニットAをスムースに取り出ことができる。図10(a)は、複写機から外した着脱ユニットAを上方から見た平面図である。
そして、この露出した状態の着脱ユニットAにおいて、中間転写ユニットDの取っ手106を持って上方に引き上げ、中間転写ユニットDを着脱ユニットAから離脱する。この動作に同期して中間転写ベルト10がテンションローラ103から離間する方向に移動することができるので、中間転写ベルト10に対するテンションローラ103の圧力が解除される。
図11(a)(b)は、着脱ユニットAから離脱させた中間転写ユニットDから、中間転写ベルト10を外す方法を示した説明図である。中間転写ユニットDを中間転写ベルト10を張架しているローラ軸方向に立てる。このとき、中間転写ベルトテンションは既に緩まっているので、中間転写ベルト10を張架ローラから容易に引き抜き、新しい中間転写ベルト10と交換することができる。
そして、新たな中間転写ベルト10を張架した中間転写ユニットDを着脱ユニットAに装着するとき、上方から載置することで、着脱ユニットAに残したクリーニングユニット内のテンションローラ103が再び中間転写ベルト外周面を押圧して中間転写ベルト10にテンションをかけ、画像形成に適したテンションを得ることができる。
そして、着脱ユニットAを複写機本体に挿入し、装着することによって、再び画像形成を開始可能な状態とすることができる。図12は、着脱ユニットAを複写機本体に装着したときの、位置決め機構の説明図で、装置上方からみた透視平面図である。着脱ユニットAのユニットフレーム奥側の面には、図12に示すように位置決めピン112を設けており、複写機本体裏側の面板120に形成した位置決め穴120aに侵入するようになっている。これによって、複写機本体から頻繁に着脱を行う可能性のある着脱ユニットAの複写機内での位置決めを正しく行うことができる。
図13は、中間転写ユニットDとクリーニングユニットとを外したときのユニットフレームCの斜視図である。ユニットフレーム内面には、クリーニングユニット取り出し口に向かって2本のガイド溝Bを形成し、クリーニングユニットを取り出すときクリーニングユニットフレーム17a底面に設けたレール(図示を省略)が嵌入してスライドできるようにしている。
位置決めの際には、図10(b)に示すように、クリーニングユニットを着脱ユニットAに対して少し引き出した状態で中間転写ユニットDを着脱ユニットAに上方から載置し、最後にクリーニングユニットを奥まで押し込んで位置決めピン108を位置決め穴にスライドして進入させればよい。
次に、本発明を、タンデム型直接転写方式のカラー電子写真複写機(以下、複写機という)に適用した実施形態2について説明する。
図15は、タンデム型直接転写方式のカラー電子写真複写機の搬送ベルトとしての転写搬送ベルト近傍の説明図である。この複写機は、実施形態1のタンデム型中間転写方式のカラー電子写真複写機を直接転写方式にした部分以外の構造は、図1と同じなので、本実施形態2では、直接転写方式としての特徴的な部分のみを説明する。
図15において、転写材搬送ベルト90をシアン感光体40Cとマゼンタ感光体40Mとイエロー感光体40Yとに対して同時に接離させるために、第1揺動アーム91と第1接離カム92とが設けられている。また、転写材搬送ベルト90を黒感光体40Bkに対して接離させるために、第2揺動アーム93と第2接離カム94とが設けられている。そして、第1揺動アーム91の揺動支点95が第2揺動アーム93上で支持され、第2揺動アーム93の揺動支点96が転写ユニットフレーム(不図示)に支持されている。
また、黒感光体40Bkと黒用転写ローラ97Bkとの転写部よりも転写紙Pの搬送方向上流側に転写材ガイド98と転写材搬送ローラ対99が設けられており、また、シアン感光体40Cとシアン用転写ローラ97Cとの転写部の転写紙搬送方向下流側に図示しない定着装置が設けられている。
なお、転写材搬送ベルト90を各感光体40C,M,Y,Bkに対して接離動作させて一部離間モードや全離間モードとする構成は、上記実施例1で説明した構成と同様なので詳しい説明は省略する。
また、無端ベルトが中間転写ベルト10であり、像担持体としての感光体40C,M,Y,Bk上のトナー像を該中間転写ベルト10表面に1次転写するための1次転写手段62C,M,Y,Bkと、該中間転写ベルト10上に転写されたトナー像を転写材上に2次転写する2次転写手段としての2次転写装置22とを有する。よって、中間転写ベルト10との当接による各感光体40C,M,Y,Bkの劣化を防いで電位ムラを防止することができる。
また、無端ベルトが転写材を担持して搬送する転写材搬送ベルト90であり、像担持体としての感光体40C,M,Y,Bk上のトナー像を該転写材搬送ベルト90に担持された転写材としての転写紙P表面に転写するための転写手段としての転写ローラ97C,M,Y,Bkを有する。よって、転写材搬送ベルト90との当接による各感光体40C,M,Y,Bkの劣化を防いで電位ムラを防止することができる。
本実施形態においては、転写材搬送ベルトの自然長は、3つの支持ローラ14,15,16を順に結ぶ外側の共通接線と各ローラに転写材搬送ベルトが接する周面の長さの総和、即ち3つのローラが形成するベルトの張架経路のよりも長くしており、ベルト外周面から加圧する搬送ベルト加圧部材としてのテンションローラ103による加圧によって内側に湾曲させ、全当接モードのときに所定の張力をもつようにしている。
また、これら転写材搬送ベルトとこの転写材搬送ベルトを張架している3つのローラ14,15,16とを転写材搬送ベルトユニットとして一体化し複写機本体に対して着脱可能に構成している。また、この転写材搬送ベルトユニットとテンションローラ103とを有する着脱ユニットAを、一体的に複写機本体に対して着脱可能にしている。これらの構造については、実施形態1とほぼ同様なので説明を省略する。
そして、実施形態1と同様に転写材搬送ベルトを張架ローラ14,15,16から引き抜き、新しい転写材搬送ベルトと交換することができる。
そして、新たな転写材搬送ベルトを張架した転写材搬送ベルトユニットを着脱ユニットAに装着するとき、上方から載置することで、着脱ユニットAに残したテンションローラ103が再び転写材搬送ベルト外周面を押圧する。
その後、着脱ユニットAを複写機本体に挿入し装着することによって、再び画像形成を開始可能な状態とすることができる。
尚、実施形態1と同様に、着脱ユニットAを複写機本体に装着したときの、位置決め機構として、位置決めピンも設けている。
また、本実施形態には記載していないが、実施形態1と同様に、転写材搬送ベルトのクリーニングを行うクリーニングユニットを設け、このクリーニングユニット内にテンションローラ103を設けることもできる。
また、転写材搬送ベルトユニットやクリーニングユニットに取っ手を設け、それぞれを着脱ユニットAに対して着脱しやすくしたり、着脱ユニットAを複写機本体に対して着脱しやすくしたりすることもできる。
次に、本発明を、リボルバー中間転写方式のカラー電子写真複写機(以下、複写機という)に適用した実施形態3について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機全体の構成について説明する。
図16は、本実施形態3に係る複写機全体の概略構成図であり、図17は、この複写機の主要部である画像形成部の概略構成図である。この複写機は、主に、画像読取部(以下、「スキャナ部」という)300と、図3に示す画像形成部(以下、「プリンタ部」という)100と、給紙カセット部200とから構成されている。
次に、上記複写機1において、すべての現像器410,420,430,440を用いるフルカラー画像形成時の一制御例(以下、本制御例を「制御例1」という。)について説明する。尚、本制御例では、日本工業規格A3版タテ方向の画像形成を行う場合を例に挙げて説明する。
本実施形態においては、転写材搬送ベルト601の自然長は、3つの支持ローラ602,603,604を順に結ぶ外側の共通接線と各ローラに転写材搬送ベルト601が接する周面の長さの総和、即ち3つのローラが形成するベルトの張架経路のよりも長くしており、ベルト外周面から加圧する搬送ベルト加圧部材としてのテンションローラ103による加圧によって内側に湾曲させて所定の張力をもつようにしている。
また、これら転写材搬送ベルト601とこの転写材搬送ベルト601を張架している3つの支持ローラ602,603,604とを転写材搬送ベルトユニットとして一体化し複写機本体に対して着脱可能に構成している。また、この転写材搬送ベルトユニットとテンションローラ103とを有する着脱ユニットAを、一体的に複写機本体に対して着脱可能にしている。これらの構造については、実施形態1とほぼ同様なので説明を省略する。
そして、実施形態1及び2と同様に転写材搬送ベルトを支持ローラ602,603,604から引き抜き、新しい転写材搬送ベルト601と交換することができる。
そして、新たな転写材搬送ベルト601を張架した転写材搬送ベルトユニットを着脱ユニットAに装着するとき、上方から載置することで、着脱ユニットAに残したテンションローラ103が再び転写材搬送ベルト外周面を押圧する。
その後、着脱ユニットAを複写機本体に挿入し装着することによって、再び画像形成を開始可能な状態とすることができる。
尚、実施形態1及び2と同様に、着脱ユニットAを複写機本体に装着したときの、位置決め機構として、位置決めピンも設けている。
また、実施形態1と同様に、転写材搬送ベルトのクリーニングを行うクリーニングユニット17を設け、このクリーニングユニット17内にクリーニングブレード608と共にテンションローラ103を設けている。そして、クリーニングユニットを着脱ユニットAに対して着脱可能に構成している。
また、転写材搬送ベルトユニットやクリーニングユニット17に取っ手を設け、それぞれを着脱ユニットAに対して着脱しやすくしたり、着脱ユニットAを複写機本体に対して着脱しやすくしたりすることもできる。
また特に、最近は、カラープリンター、カラー複写機の普及によりオフィスのフルカラー化が進み、フルカラーをモノクロ並のスピードで出力する装置の要求が高まっている。この要求を満足するために、いわゆるタンデム型フルカラー画像形成装置が注目されている。タンデム型画像形成装置とは、複数の感光体が並べて備えられており、それぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を転写し、順次重ね合わせて記録材上に合成カラー画像を記録するものである。このタンデム型画像形成装置では、1つの感光体を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返して感光体上に合成フルカラー画像を形成する、いわゆる1ドラム型の画像形成装置に比べて、プリント時間の大幅な短縮が可能である。上記実施形態1及び2においては、プリント時間の大幅な短縮ができるというメリットがある。
また、張架部材としての4つのローラ14,15,16,101ローラが形成するベルトの張架経路のよりも中間転写ベルト10を長くし、テンションローラ103によって中間転写ベルト10を内側に湾曲させて加圧している。これによって、中間転写ユニットの形状に自由度が増し、また、内側からテンションをかけるのに比して中間転写ユニットを小型化でき、省スペース化に有効となるという効果が得られる。
また、中間転写ユニットを立てたとき下になる側板110aには、中間転写ベルト幅方向端部にベルト外周面側から当接して位置規制部を形成するためのたるみ防止部材102を設けている。このたるみ防止部材102によって、中間転写ユニットを立てるときにベルトが弛んで側板から下方に抜け落ちないようにすることができる。
また、たるみ防止部材102を中間転写ベルト表面が滑りにくい、即ち摩擦係数がある程度ある材質のもので形成すると、より確実に中間転写ベルト10の抜け落ちを防止することができる。中間転写ベルト交換のために中間転写ユニットを立てる方向が逆になった場合でも、たるみ防止部材102を設けない場合に比して中間転写ベルト10が抜け落ちにくくすることができる。
また、テンションローラ103は、中間転写ベルトクリーニング位置のベルト搬送方向下流側近傍に設定しているので、テンションローラ103が転写残トナーによって汚れるのを防止することができる。また、図示を省略したが、クリーニングユニットに廃トナー回収部を設けており、中間転写ベルト10から除去した廃トナーがテンションローラ103に付着したり飛散したりすることを防止することもできる。
また、テンションローラ103とクリーニングブレードとはクリーニングユニットで一体的に複写機本体に対して着脱可能となっている。これによって、テンションローラ103を中間転写ベルト10に圧力を加えるためだけでなく、中間転写ベルト10のクリーニング位置を決めるためにも兼用することが可能となる。
また、中間転写ユニットの側板110bに位置決めピン108をクリーニングユニット17の側板に設けた位置決め穴にスライド進入させるようにしているので、分離可能に構成しているベルトクリーニング部材と中間転写ベルト10との位置がずれることを防止でき、中間転写ベルト10のクリーニング不良の発生を防止できる。
また、中間転写ユニットDの装置手前側となる側板110aに取っ手部106を設けており、この取っ手106を手前に引くことで、着脱ユニットAを複写機本体から引き出すことができ、更に中間転写ユニットを着脱ユニットAに対して取っ手106を持って脱着できるようにしている。従って、中間転写ベルト10を交換する時には、取っ手を利用することで着脱ユニットAの複写機本体に対する脱着がしやすいと共に、中間転写ベルト着脱ユニットAに対する脱着もしやすくなる。これによって、複写機本体に対する中間転写ベルト10の脱着がしやすくなる。
また、クリーニングユニットのフレーム17aの側板に取っ手107を設けており、取っ手107を手前に引くことでクリーニングユニットの着脱ユニットAに対する脱着ができるようにしている。従って、クリーニングユニットを他の部材から取り出しやすくなる。そして、クリーニングユニットのメインテナンスもしやすくなる。
また、実施形態1においては、既に述べたように複写機本体に比して中間転写ベルト10の耐久年数が短くなりやすく、中間転写ベルト10のみを交換できるようにすることに対しての要求が高い中間転写方式のタンデム型複写機に、本発明の構成を適用しているので、そのメリットも大きい。これによって、プリント速度が速く、直接転写方式のタンデム型複写機に比して小型化も可能となるため近年注目をあびつつある中間転写方式のタンデム型複写機で、中間転写ベルト10の交換が容易で、かつ中間転写ベルト10のみを交換することができるようになる。
尚、実施形態2及び3においては、無端ベルトとして転写材搬送ベルトに本発明を適用している。これによって、上記実施形態1と同様の効果が転写材搬送ベルトや転写材搬送ベルトをクリーニングするための転写材搬送ベルトクリーニング装置に関しても同様に言うことができる。
尚、実施形態1乃至3に記載した無端ベルトの張架方法は、ベルトを装置本体から離脱させるのが用意となると共に、ベルト交換のために張架部材等を交換する必要がなくなるので、低コスト化に有効である。
17 クリーニングユニット
18Bk、18Y、18M、18C 画像形成ユニット
20 タンデム画像形成装置
22 2次転写装置
40Bk、40Y、40M、40C 感光体ドラム
61 現像ユニット
62Bk、62Y、62M、62C 一次転写ローラ
70、91 第1揺動アーム
71,92 第1接離カム
72、95 第1揺動アームの揺動支点
74 第1駆動モータ
80、93 第2揺動アーム
81、94 第2接離カム
82,96 第2揺動アームの揺動支点
86 第2駆動モータ
90,601 転写材搬送ベルト
97Bk、97Y、97M、97C 転写ローラ
100 複写装置本体
102 たるみ防止部材
103 テンションローラ
106 取っ手部
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
A 着脱ユニット
B ガイド溝
C ユニットフレーム
500、D 中間転写ユニット
Claims (7)
- 複数の像担持体と、前記複数の像担持体の下方に設けられる無端ベルトである中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の張架ローラと、前記複数の像担持体上のトナー像を前記中間転写ベルトに順次転写する一次転写手段と、前記中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、前記中間転写ベルトの表面移動方向における前記二次転写手段と前記一次転写手段との間の前記中間転写ベルト部分を加圧するとともに内側に湾曲させて前記中間転写ベルトに所定の張力を付与する加圧部材と、前記中間転写ベルトと前記複数の張架ローラとを一体で支持する中間転写ユニットと、前記中間転写ユニットと前記加圧部材とを一体で支持し装置本体に対して前記張架ローラの軸方向に引き出し可能に構成される着脱ユニットとを備え、
前記着脱ユニットを装置本体から引き出した状態で前記中間転写ユニットを持ち上げることにより、前記加圧部材と前記中間転写ベルトとの間にかかる圧力が解除されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の中画像形成装置において、
上記中間転写ベルトの一部が圧解除の自然なベルト状態より内側に入り込む位置をとるよう該一部の位置を規制する位置規制部を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記無端ベルトを無端移動させるベルト駆動手段と、
上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置とを設け、
該クリーニング装置による該ベルトのクリーニング位置を、上記加圧部材による該無端ベルト外周面の加圧位置に対して該ベルト駆動手段による中間転写ベルト表面移動方向上流側近傍としたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置を設け、
該クリーニング装置としてベルト装置本体に対して着脱可能なクリーニングユニットを用い、該クリーニングユニットに上記加圧部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトの外周面をクリーニングするクリーニング装置と、該クリーニング装置を該中間転写ベルトに対して位置決めするクリーニング装置位置決め手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1〜6のいずれか一の画像形成装置において、
上記中間転写ユニットに取っ手を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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