JP4413725B2 - 転写ベルト装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、駆動ローラを含む複数のローラによって転写ベルトを回転自在に張架し、像担持体に形成された現像剤像を転写ベルト又は転写ベルト上を搬送される記録媒体に転写する転写ベルト装置、及び、これを備えた画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置のカラー化は画像形成ステーションを１つ用いた４回転プロセス方式から、高速化の可能な複数の画像形成ステーションを備えたタンデム方式が主流となっている。

タンデム方式の画像形成装置は、記録媒体又は現像剤像が搬送される搬送経路を形成する無端状の転写ベルトを備えた転写ベルト装置、及び、上記搬送経路に沿って並列に配置されて各色相に対応した複数の画像形成ステーションを備え、カラー画像形成だけでなくモノクロ（白黒）画像形成も可能である。

一方、タンデム方式の画像形成装置に備えられる転写ベルト装置は、駆動ローラを含む複数のローラによって無端状の転写ベルトを回転自在に張架している。また、転写ベルト装置には、各画像形成ステーションの像担持体のそれぞれと転写ベルトとの間に転写電界を形成する複数の転写電極部材が備えられる。転写電極部材は、例えば、転写ローラである。各転写電極部材は、転写ユニットにおいて、転写ベルトを挟んで各画像形成ステーションの像担持体のそれぞれに対向する位置に配置されている。

また、タンデム型の画像形成装置は、カラー画像形成を行うカラー画像形成モード及びモノクロ画像形成を行うモノクロ画像形成モードのそれぞれについて異なる画像形成能力を設定することができる。

例えば、カラー画像形成モードよりもモノクロ画像形成モードの画像形成速度を速くし、モノクロ画像形成モードでの画像形成量を多くしたものがある。また、モノクロ画像用の像担持体の直径をカラー画像用の像担持体の直径よりも大きくし、モノクロ画像用の像担持体の使用可能期間をカラー画像用の像担持体の使用可能期間と同等にしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

これは、一般に、カラー画像形成よりもモノクロ画像形成の方が、実行される頻度が高いことを考慮したものである。また、モノクロ画像用の画像形成ステーションに含まれるモノクロ画像用の像担持体は、カラー画像形成及びモノクロ画像形成の両方に使用されるため、カラー画像用の画像形成ステーションに含まれるカラー画像用の像担持体に比べ使用頻度が高く、モノクロ画像用の像担持体の方がカラー画像用の像担持体に比べて使用可能期間が短くなることを考慮したものである。

ところが、機種毎に仕様の異なる画像形成部や転写ベルト装置をそれぞれ設計し、製作することとすると、設計コストや生産コストの高騰を招く。

そこで、転写ベルト装置の転写ユニットを２つの部分に分割して構成し、各部分の組み合わせを変えることで、多数の機種毎に異なる画像形成能力のそれぞれに対応できる転写ユニットを構成できるようにすることが提案されている。
特開２０００−２４２０５７公報

しかしながら、転写ベルト装置では、像担持体と転写ベルトとの間に転写電界を形成するために、転写電極部材に数百Ｖ〜数千Ｖの高電圧を供給するための電気配線が必要であり、転写電極部材を支持する転写ユニットを組み合わせが変更される２つの部分に分割して構成した場合には、各転写電極部材に対する電気配線を工夫する必要が生じる。特に、２つの部分からなる転写ユニットにおいて、連結部を中心にして一方の部分を他方の部分に対して回動できるようにした場合、一方の部分の回動によって電気配線にストレスが加わった際にも破損を生じないように考慮する必要がある。また、電気配線のために構造が複雑化すると、部品価格の上昇や組立作業の困難化を招き、転写ユニットを分割して構成したことによる設計コストや生産コストの低廉化が損なわれてしまう。

この発明の目的は、安全性及び耐久性に優れた転写電極部材に対する電気配線構造を簡単な構成で実現できるようにし、設計コストや生産コストの低廉化を図ることができる転写ベルト装置、及び、これを備えた画像形成装置を提供することにある。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。

（１）回転力の供給を受ける駆動ローラを含む複数のローラ部材と、該複数のローラ部材により回動可能に張架された無端状の転写ベルトと、該転写ベルトに転写電界を作用させる複数の電極部材と、該複数の電極部材を支持する転写ユニットと、主装置から前記複数の電極部材に対する転写電力の供給を受ける給電部と、該給電部を前記複数の電極部材のそれぞれに接続する複数の配線部材と、を含み、
前記転写ユニットは、それぞれが前記複数の電極部材のうちの少なくとも１つの電極部材を支持する複数の部分ユニットに分割して構成され、一方の部分ユニットを他方の部分ユニットに対して回動自在に支持する連結部を備え、
前記給電部は、前記複数の部分ユニットのうちの一方の部分ユニットに配置され、
前記複数の配線部材のうち前記給電部が配置された部分ユニット以外の部分ユニットに支持された電極部材を前記給電部に接続するユニット間配線部材は、バネ性を有する金属製の線材を素材とし、前記連結部における回転軸側に開放した部分円弧を含むループ部を備えたことを特徴とする。

この構成においては、複数の部分ユニットで構成された転写ユニットに支持された各電極部材が、特定の給電用部分ユニットにおいて主装置からの転写電力の供給を受ける給電部に配線部材を介して接続され、特に、給電用部分ユニット以外の部分ユニットに支持された電極部材は、ユニット間配線部材を介して給電部に接続される。ユニット間配線部材には、各部分ユニットを回動自在に連結する連結部材の回動軸側に開放した部分円弧を含むループ部が形成されている。

したがって、隣接する２つの部分ユニットの一方が他方に対して回動した際に、ユニット間配線部材のループ部が絞まる方向又は拡がる方向に変形し、ユニット間配線部材のループ部以外の部分に作用する曲げ方向の力が緩和される。
また、弾性を有する金属製の線材を素材としてユニット間配線部材が形成される。したがって、部分ユニットの回動時に曲げ方向の力が作用しても、弾性を有するユニット間配線部材がループ部において容易に弾性変形し、ユニット間配線部材に塑性変形や破断を生じることがない。

（２）前記ループ部の少なくとも１つの半径方向が、前記連結部における回動軸の少なくとも１つの半径方向に一致することを特徴とする。

この構成においては、ユニット間配線部材のループ部が、少なくとも１つの半径方向について連結部における回動軸と一致する。したがって、隣接する２つの部分ユニットの一方が他方に対して回動した際に、連結部材の回動軸周りにおける曲げ方向の力はユニット間配線部材のループ部が絞まる方向又は拡がる方向により確実に変換され、ユニット間配線部材のループ部以外の部分に作用する曲げ方向の力がより緩和される。

（３）上記（１）又は（２）において、前記ユニット間配線部材は、複数の部材に分割して構成され、各部材間を接続する接続部材を含むことを特徴とする。

この構成においては、複数の部分ユニットを経由して配置されるために長さが長くなるユニット間配線部材が、接続部材を介して互いに接続される複数の部材に分割して構成される。したがって、ユニット間配線部材にループ部を形成するための巻き加工を施すべき部材の長さが短縮される。

長さが長く巻き加工が複数ヶ所におよぶ場合には加工時に線材が引っ掛からないような広いスペースが必要となるが、分割して加工を行えば配線部材の長さを短くすることができ加工機に対する制約を緩和できる。

（４）上記（３）において、前記接続部材は、前記複数の部材のうちループ部からの長さが長い方の部材に配置したことを特徴とする。

この構成においては、ユニット間配線部材においてループ部から先端までの長さが長い方の部分が、複数の部材に分割される。したがって、ループ部を形成すべきユニット間配線部材の全長が、より短縮可能になる。

（５）上記（１）乃至（４）において、前記連結部は、前記ループ部を保持する保持部を一体的に設けたことを特徴とする。

この構成においては、ユニット間配線部材のループ部が、各部分ユニットを連結する連結部に形成された保持部において保持される。したがって、ユニット間配線部材のループ部を保持する保持部を、連結部と別体に設ける必要がない。

（６）上記（１）乃至（５）の何れかに記載の転写ベルト装置を備え、電子写真方式の画像形成処理によって像担持体に形成されたトナー像を前記転写ベルト装置の転写ベルト自体、又は該転写ベルトによって搬送される記録媒体に転写することを特徴とする。

この構成においては、給電用部分ユニットと異なる部分ユニットに支持された電極部材が各部分ユニット間を連結する連結部の回動軸側に開放したループ部を有するユニット間配線部材を介して給電部に接続された転写ユニット装置を用いて、電子写真方式の画像形成が行われる。したがって、画像形成時に、給電部に供給された転写電力が、給電用部分ユニット以外の部分ユニットに支持された電極部材に対して、給電部からループ部を有するユニット間配線部材を介して供給される。

この発明によれば、以下の効果を奏することができる。

（１）隣接する２つの部分ユニットの一方が他方に対して回動した際に、ユニット間配線部材のループ部が絞まる方向又は拡がる方向に変形するようにし、ユニット間配線部材のループ部以外の部分に作用する曲げ方向の力を緩和することができる。これによって、
隣接する２つの部分ユニットの一方が他方に対して回動した際にも、ユニット間配線部材のループ部以外の部分に大きなストレスが作用することがなく、ユニット間配線部材の塑性変形や破断を防止することができる。

（２）隣接する２つの部分ユニットの一方が他方に対して回動した際に、連結部材の回動軸周りにおける曲げ方向の力をユニット間配線部材のループ部が絞まる方向又は拡がる方向に確実に変換することができ、ユニット間配線部材のループ部以外の部分に作用する曲げ方向の力をさらに緩和することができる。

（３）部分ユニットの回動時に曲げ方向の力が作用しても、弾性を有するユニット間配線部材をループ部において容易に弾性変形させることができる。これによって、ユニット間配線部材における塑性変形や破断の発生を、より確実に防止することができる。

（４）ユニット間配線部材にループ部を形成するための巻き加工を施すべき部材の長さを短縮することができ、巻き加工作業時のユニット間配線部材の取り扱いを容易にすることができる。

（５）ループ部を形成すべきユニット間配線部材の全長を、より短縮できるようになり、巻き加工作業時のユニット間配線部材の取り扱いをさらに容易にすることができる。

（６）ユニット間配線部材のループ部を保持する保持部を、連結部と別体に設ける必要をなくし、部品点数の削減によるコストダウンを実現できる。

（７）画像形成時に、給電部に供給された転写電力を、給電用部分ユニット以外の部分ユニットに支持された電極部材に対して、給電部からループ部を有するユニット間配線部材を介して供給することができる。

以下、この発明の最良の実施形態に係る転写ベルト装置及び画像形成装置を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。この発明の主装置である画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、用紙等の記録媒体に対して多色および単色の画像を形成する。このため、画像形成装置１００は、露光ユニットＥ、感光体ドラム（本発明の像担持体に相当する。）１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、転写ベルト１１、一次転写ローラ（本発明の電極部材に相当する。）１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７及び排紙トレイ１８等を備えている。

画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）と、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｙ）の３色との計４色の各色相に対応した画像データを用いて画像形成を行う。感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像ユニット１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）及びクリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各色相に応じてそれぞれ４個ずつ設けられており、４つの画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄを構成している。画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄは、転写ベルト１１の回動方向（副走査方向）に並列に配置されている。

帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。帯電ローラ１０３に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器、又は、帯電チャージャを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。

露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４及び反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによる潜像が形成される。

現像ユニット１０２は、潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面に現像剤（トナー）を供給し、潜像をトナー像に顕像化する。現像ユニット１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー剤を収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の潜像をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

感光体ドラム１０１の上方に配置されている転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてトナー像を搬送する搬送経路を形成している。転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂ及び感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。この転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。

転写ベルト１１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されており、体積抵抗率は１０¹¹〜１０¹²Ω・ｃｍのレベルである。転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも低い場合には転写ベルト１１からのリークが生じて一次転写時に充分な転写電力を維持することができず、転写ベルト１１の抵抗値がこのレベルよりも高い場合には各転写位置を通過後の転写ベルト１１を除電する手段が別途必要になるからである。

本発明の転写部材である一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、転写ベルト１１の外周面にカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体１０１のみにおいて潜像及びトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像の転写時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて潜像の形成及びトナー像の形成が行われ、転写ベルト１１の外周面にはブラックのトナー像のみが転写される。

なお、この発明の実施形態では、転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス値を一定にするため、カラー画像用の感光体ドラム１０１ｂ〜１０１ｄの周面に形成されるトナー像及びモノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの周面に形成されるトナー像を転写ベルト１１に転写するカラー画像の転写時であっても、モノクロ画像用の感光体ドラム１０１ａの周面に形成されたトナー像を転写ベルト１１に転写するモノクロ画像の転写時であっても常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに同一の一次転写バイアスが印加される。それに伴って、常に全ての一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが転写ベルト１１に当接した状態となる。常に当接していないと、画像形成時毎に転写ベルト１１に付与される一次転写バイアス値が変化し、転写ベルト１１へのトナー像の転写精度がばらついてしまうからである。

一次転写バイアスは、最初のトナー像の転写ベルト１１に対する転写が開始されてから全てのトナー像の転写が終了するまでの間において一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てに印加される。これは、カラー画像の転写時及びモノクロ画像の転写時において、全てのトナー像の転写ベルト１１への転写が終了するまで一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに当接された転写ベルト１１に常に同一の一次転写バイアスを供給し、カラー画像の転写時及びモノクロ画像の転写時におけるトナー像の転写精度を適切に保持するためである。

例えば、カラー画像の転写時においては、少なくとも感光体ドラム１０１ｄの周面に形成されたイエローのトナー像を転写ベルト１１に転写開始する時から感光体ドラム１０１ａの周面に形成された黒色のトナー像の転写が終了する間、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに一次転写バイアスが印加される。また、モノクロ画像の転写時においては、少なくとも感光体ドラム１０１ａの周面に形成された黒色のトナー像を転写ベルト１１に転写開始する時から転写が終了する間、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに一次転写バイアスが印加される。

各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。中間転写ローラ１０３に代えて、ブラシ状の中間転写部材を用いることもできる。

なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに対して、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの周面における転写ベルト１１の当接位置における法線方向と異なる方向に付勢されている。

各一次転写位置において転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。給紙カセット１６又は手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性とは逆極性の高電圧が印加される。これによって、転写ベルト１１の外周面から用紙の表面にトナー像が転写される。

なお、二次転写ローラ１４と転写ベルト１１とのニップ圧を所定値に維持するために、二次転写ローラ１４又は駆動ローラ１１ａの何れか一方を硬質材料（金属等）によって構成し、残る他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）とする。

また、感光体ドラム１０１から転写ベルト１１に付着したトナーのうち用紙上に転写されずに転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程での混色を防止するために、クリーニングユニット１０４によって回収される。

トナー像が転写された用紙は、定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して加熱及び加圧を受ける。これによって、トナー像が、用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と転写ベルト１１との間及び定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１４と転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、及び、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。

また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａ及び搬送ローラｒを配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。

排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、及び、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排出ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面及び前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、又は、用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を、転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や転写ベルト１１の動作開始時には回転を停止しており、転写ベルト１１の回転に先立って給紙又は搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

図２は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の構成を示す正面図である。この実施形態に係る転写ベルト装置２００では、駆動ローラ１１ａ及び従動ローラ１１ｂに張架された転写ベルト１１のトナー像の搬送経路の下側に対向するように一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄを配置している。また、矢印Ｑ方向の転写ベルト１１の移動方向における最も下流側に配置された一次転写ローラ１３ａの下流側で、この一次転写ローラ１３ａに近接する位置に二次転写ローラ１４を配置している。

これは、略垂直方向に搬送される用紙に対して転写ベルト１１からトナー像を二次転写する構成において、画像形成装置１００の小型化を実現しつつ、最も上流側の一次転写ローラ１３ｄによる一次転写を開始した後に二次転写ローラ１４による二次転写を終了するまでの時間を短縮して画像形成速度を高速化するためである。

各一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄにおいて、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、転写ベルト１１の移動方向における感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの下流側で、転写ベルト１１を挟んで感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接触しない位置に配置されている。転写ベルト１１は、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄによって感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに当接する方向に常に押圧されている。

一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、Ｌ字形状を呈するローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄの一端に軸支されている。ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄは、屈曲部において一転写ローラ１３ａ〜１３ｄの軸方向に平行な軸で揺動自在に支持されている。ローラ昇降部材２１ａの上端（他端）には、スライド部材２２ａが係止されている。ローラ昇降部材２１ｂ〜２１ｄの上端（他端）には、スライド部材２２ｂが係止されている。

各スライド部材２２ａ及び２２ｂは、周面が同軸上に配置された第１の回転カム２３ａ及び第２の回転カム２３ｂに係合し、各回転カム２３ａ，２３ｂの回転による周面の変位及びスプリング２４ａ，２４ｂにより生じる矢印Ｑ方向に略平行な水平方向の弾性力によって水平方向に往復移動自在にされている。スライド部材２２ａ，２２ｂが水平方向に移動することにより、ローラ昇降部材２１ａ〜２１ｄが揺動し、一次転写ローラ１３ａは単独で、一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄは一体的に感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに接近する位置と離間する位置との間を移動（昇降）する。

なお、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄがカラー画像の転写（カラー画像形成モード）時、モノクロ画像の転写（モノクロ画像形成モード）時及び待機時のそれぞれに応じた位置に移動することにより、転写ベルト１１のトナー像の搬送経路が変形する。これにともなって、図２に示す一端にスプリング２７が係止されたレバー２６の他端に支持されているテンションローラ２５が上下に変位し、転写ベルト１１の張力が一定に維持される。また、テンションローラ２５は接地されている。

図３は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の動作状態を示す背面図である。カラー画像形成を行うカラー画像形成モード時には、図３（Ａ）に示すように一次転写位置Ｔａ〜Ｔｄの全てにおいて一次転写が行われるため、モノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａ及びカラー画像用の一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに近接する下降位置に下降している。

モノクロ画像形成を行うモノクロ画像形成モード時には、図３（Ｂ）に示すように一次転写位置Ｔａにおいてのみ一次転写が行われるため、モノクロ画像用の一次転写ローラ１３ａのみが感光体ドラム１０１ａに近接する下降位置に下降している。

画像形成を行わない待機処理を行う待機時には、図３（Ｃ）に示すように一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄの全てが感光体ドラム１１から離間する上側の位置に上昇している。

図３（Ｂ）に示したモノクロ画像形成時の転写ベルト装置２００において、上昇している一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄが転写ベルト１１に接触しない程度に上昇しているように図示されているが、自重によって実際は図示した状態よりも下降しているので転写ベルト１１に当接する。また、一次転写バイアスによっても転写ベルト１１を引き付けるので、常に一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは転写ベルト１１に当接した状態となっている。

図４は、この発明の実施形態に係る転写ベルト装置の組立図である。転写ベルト装置２００は、転写ユニット７０を備えている。転写ユニット７０は、この発明の複数の部分ユニットである第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂによって構成されている。

第１転写ユニット７０ａは、モノクロ画像用フレーム５０ａにおいて、駆動ローラ１１ａ、ローラ昇降部材２１ａ、スライド部材２２ａ及び一次転写ローラ１３ａ等を支持している。第２転写ユニット７０ｂは、カラー画像用フレーム５０ｂにおいて、従動ローラ１１ｂ、ローラ昇降部材２１ｂ〜２１ｄ、スライド部材２２ｂ〜２２ｄ及び一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄ等を支持している。

第１転写ユニット７０ａのモノクロ画像用フレーム５０ａと第２転写ユニット７０ｂのカラー画像用フレーム５０ｂとは、それぞれの一端５１ａ，５１ｂにおいて後述する連結部を介して連結されており、第１転写ユニット７０ａは、第２転写ユニット７０ｂに対して回動自在にされている。第１転写ユニット７０ａは、カム２３ａ，２３ｂを固定したカム軸２３ｃを回動軸として第２転写ユニット７０ｂに対して回動する。

図５は、上記転写ベルト装置の背面下方からの斜視図である。図６は、同転写ベルト装置の平面図である。図７は、同転写ベルト装置の要部の構成及び動作を説明する正面図である。転写ベルト装置２００の裏面には、２本のガイドピン２０１ａ，２０１ｂが突出している。転写ベルト装置２００は、ガイドピン２０１ａ，２０１ｂにより、画像形成装置１００における装着位置に案内される。

また、転写ベルト装置２００の背面には、給電部４０（４０ａ〜４０ｄ）が設けられている。給電部４０は、画像形成装置１００の電源部に接続され、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに供給すべき一次転写バイアス電圧の供給を受ける。給電部４０は、第２転写ユニット７０ｂに設けられている。したがって、第２転写ユニット７０ｂが、この発明の給電用部分ユニットである。

一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれに印加すべき一次転写バイアス電圧の供給を受ける給電部４０ａ〜４０ｄは、配線部材８０ａ〜８０ｄのそれぞれを介して一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに電気的に接続される。給電部４０ｂ〜４０ｄのそれぞれと一次転写ローラ１３ｂ〜１３ｄのそれぞれとの間を接続する配線部材８０ｂ〜８０ｄは、第２転写ユニット７０ｂに固定されている。

なお、配線部材８０ａ〜８０ｄのそれぞれの一端部を複数回巻回し、給電部４０ｂ〜４０ｄを配線部材８０ａ〜８０ｄのそれぞれの一端部に一体的に形成してもよい。

配線部材８０ａは、給電用部分ユニットである第２転写ユニット７０ｂに配置された給電部４０ａと、給電用部分ユニット以外の部分ユニットである第１転写ユニット７０ａに支持されている一次転写ローラ１３ａと、を接続する。したがって、配線部材８０ａは、この発明のユニット間配線部材である。

配線部材８０ａ〜８０ｄは、バネ性を有する金属製の線材、例えばピアノ線を素材として巻き加工によって形成される。配線部材８０ａ〜８０ｄは、一例として、線径φ０．５ｍｍ程度のピアノ線に、電気接点での導通を安定化させるためにニッケルメッキを施したものを用いることができる。メッキはニッケルメッキに限定されるものではなく、電気的な導通性に優れていることを条件に、コストを考慮して適宜選択できる。

配線部材８０ａ〜８０ｄは、中間部において１回以上巻回されており（図６参照）、一端部が給電部４０ａ〜４０ｄに接続されているとともに、他端部が一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄのそれぞれに上方から当接している（図７（Ａ）参照）。配線部材８０ａ〜８０ｄは、巻回された中間部において第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂに固定されている。配線部材８０ａ〜８０ｄにおける一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄ側の端部には、中間部からの変形によって一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに圧接する方向の弾性力が作用し、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄに対する接触状態が確実に維持される。

前述のように、第１転写ユニット７０ａは、第２転写ユニット７０ｂに対してカム軸２３ｃを回転軸を中心に回動する。第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂには、カム軸２３ｃの軸受３０が嵌合している。したがって、第１転写ユニット７０ａと第２転写ユニット７０ｂとは、軸受３０を介して連結されており、軸受３０がこの発明の連結部に相当する（図７参照）。

図７に示すように、配線部材８０ａは、中間部分に、回動軸であるカム軸２３ｃ側を開放した軸受３０と同心上の部分円弧を含むループ部８１が形成されている。配線部材８０ａは、ループ部８１を軸受３０に外嵌させて、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂに取り付けられる。

図７（Ａ）に示すように、第１転写ユニット７０ａと第２転写ユニット７０ｂとが、それぞれの長手方向を一致させた状態で、転写ベルト１１が転写ベルト装置２００において所定の張力で張架され、画像形成装置１００に装着される。

転写ベルト装置２００において転写ベルト１１を着脱する際には、図７（Ｂ）に示すように、第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して、一例として９０度回動される。これによって、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂを含む転写ユニット７０の周囲の長さが短くなり、転写ベルト１１に張力が作用しなくなる結果、転写ベルト装置２００における転写ベルト１１の着脱作業を容易に行うことができる。

図７（Ｂ）に示す状態では、配線部材８０ａは、ループ部８１において９０度に折れ曲がる。このとき、ループ部８１が拡がる方向に変形することにより、配線部材８０ａに作用する曲げ方向の力が緩和される。これによって、配線部材８０ａに塑性変形や破断を生じることが防止される。

図８は、上記転写ベルト装置における連結部である軸受の構成を示す断面図である。転写ベルト装置２００において、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂに嵌合し、カム軸２３ｃを軸支する軸受３０は、図８（Ａ）又は（Ｂ）に示すように、内部にカム軸２３ｃの端部が貫通する軸支孔３０ａが形成されている。軸受３０の外周部には、凹部３０ｂを備えたフランジ部３０ｃが設けられている。この凹部３０ｂに配線部材８０ａのループ部８１が嵌入して保持され。したがって、凹部３０ｂは、この発明の保持部に相当する。

このように、配線部材８０ａのループ部８１の保持部である凹部３０ｂを、カム軸２３ｃを軸支する軸受３０に一体的に形成することにより、ループ部８１の保持部を単独の部材として備える必要がなく、構成の小型化及びコストの低廉化を図ることができる。

なお、軸受３０は、一例として、ＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）を素材とすることができるが、これに限るものではなく、絶縁性と自己潤滑性に優れていることを条件に、他の素材を適宜用いることができる。

また、図７に示した例では、配線部材８０ａのループ部８１を、回動軸であるカム軸２３ｃと同心状の部分円弧によって構成した。しかし、第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して回動した際に、ループ部８１を変形させることによって配線部材８０ａに作用する曲げ方向の力を緩和するためには、必ずしもループ部８１を構成する円弧が回動軸と同心状である必要はない。

ループ部８１が、例えば、図９（Ａ）に示すように、少なくとも回動軸９０側に開放した部分円弧を含む形状であれば、第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して回動した際に、ループ部８１を変形させることによって配線部材８０ａに作用する曲げ方向の力を緩和できる。

ただし、図９（Ｂ）に示すように、少なくとも１つの半径方向が回動軸９０に一致する部分円弧によってループ部８１を形成することにより、第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して回動した際に、ループ部８１をより円滑に変形させることができる。さらに、図９（Ｃ）に示すように、回動軸９０と同心状の部分円弧によってループ部８１を形成することにより、ループ部８１の配置スペースが小型化される。

さらに、配線部材８０ａ〜８０ｄを、複数の部材によって構成することもできる。例えば、ユニット間配線部材である配線部材８０ａは、第１転写ユニット７０ａ及び第２転写ユニット７０ｂに跨がって配置されるため、単一の線材によって構成すると比較的長い部材となる。配線部材８０ａには、ループ部８１だけでなく、第１転写ユニット７０ａに対する固定部として中間部に巻回部分が形成される。また、一端部を多数回巻回して給電部４０ａを一体的に形成することも考えられる。

このような巻回部分は、巻き加工によって行われるが、この作業において被加工物の長さが長くなるほど、取り扱いが困難になって作業性が低下する。そこで、配線部材８０ａを複数の部材に分割して構成し、巻き加工時の作業性の向上を図る。この場合に、ループ部８１から端部までの長さが長い方を分割することで、配線部材８０ａの全長をより短くすることができる。

配線部材８０ａを複数の部材に分割して構成した場合、複数の部材は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、各部材８２，８３の端部を導電性パイプ８４にカシメによって固定する方法、及び、図１０（Ｂ）に示すように、各部材８２，８３の端部を円弧状に形成し、両者を第１転写ユニット７０ａ又は第２転写ユニット７０ｂに止めネジを介して固定する方法等が考えられる。なお、他の配線部材８０ｂ〜８０ｄについても同様に、複数の部材で構成することもできる。

加えて、図１１に示すように、ループ部８１を１回以上巻回して構成してもよい。第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して回動した際における配線部材８０ａに作用する曲げ方向の力を緩和するためには、ループ部８１の巻き数を多くするほど、効果が高いと考えられる。ただし、巻き数が多くなると配置スペースが大型化するとともに、組立時の作業性が低下する。したがって、ループ部８１の巻き数は１巻程度が好ましい。

また、第１転写ユニット７０ａが第２転写ユニット７０ｂに対して回動した際に、ループ部８１が絞まる方向、又は、拡がる方向の何れに変形してもよい。

なお、本発明の実施形態では、転写ベルト１１にトナー像を転写して搬送する構成を用いているが特にこれに限定されるものではなく、転写ベルト１１で記録媒体を搬送しつつ、記録媒体にトナー像を転写する構成であってもよい。

この発明の実施形態に係る転写ベルト装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。 同転写ベルト装置の構成を示す正面図である。 同転写ベルト装置の動作状態を示す背面図である。 同転写ベルト装置の組立図である。 上記転写ベルト装置の背面下方からの斜視図である。 同転写ベルト装置の平面図である。 同転写ベルト装置の要部の構成及び動作を説明する正面図である。 同転写ベルト装置における連結部である軸受の構成を示す断面図である。 同転写ベルト装置に備えられる配線部材のループ部の形状を示す図である。 同転写ベルト装置に備えられる配線部材の別の構成を示す図である。 同転写ベルト装置に備えられる配線部材のループ部の別の構成を示す図である。

符号の説明

１１ 転写ベルト
１１ａ 駆動ローラ
１３ 一次転写ローラ（電極部材）
２３ｃ カム軸（回動軸）
７０ 転写ユニット
７０ａ 第１転写ユニット
７０ｂ 第２転写ユニット（給電用部分ユニット）
８０ａ 配線部材
８１ ループ部
１００ 画像形成装置
１０１ 感光体ドラム
２００ 転写ベルト装置

Claims (6)

1. 回転力の供給を受ける駆動ローラを含む複数のローラ部材と、該複数のローラ部材により回動可能に張架された無端状の転写ベルトと、該転写ベルトに転写電界を作用させる複数の電極部材と、該複数の電極部材を支持する転写ユニットと、主装置から前記複数の電極部材に対する転写電力の供給を受ける給電部と、該給電部を前記複数の電極部材のそれぞれに接続する複数の配線部材と、を含み、
   前記転写ユニットは、それぞれが前記複数の電極部材のうちの少なくとも１つの電極部材を支持する複数の部分ユニットに分割して構成され、一方の部分ユニットを他方の部分ユニットに対して回動自在に支持する連結部を備え、
   前記給電部は、前記複数の部分ユニットのうちの一方の部分ユニットに配置され、
   前記複数の配線部材のうち前記給電部が配置された部分ユニット以外の部分ユニットに支持された電極部材を前記給電部に接続するユニット間配線部材は、バネ性を有する金属製の線材を素材とし、前記連結部における回転軸側に開放した部分円弧を含むループ部を備えたことを特徴とする転写ベルト装置。
2. 前記ループ部の少なくとも１つの半径方向が、前記連結部における回動軸の少なくとも１つの半径方向に一致することを特徴とする請求項１に記載の転写ベルト装置。
3. 前記ユニット間配線部材は、複数の部材に分割して構成され、各部材間を接続する接続部材を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の転写ベルト装置。
4. 前記接続部材は、前記複数の部材のうちループ部からの長さが長い方の部材に配置したことを特徴とする請求項３に記載の転写ベルト装置。
5. 前記連結部は、前記ループ部を保持する保持部を一体的に設けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の転写ベルト装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の転写ベルト装置を備え、電子写真方式の画像形成処理によって像担持体に形成されたトナー像を前記転写ベルト装置の転写ベルト自体、又は転写ベルトによって搬送される記録媒体に転写することを特徴とする画像形成装置。

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