JP4525588B2 - ローラ構成体、用紙搬送用ローラ構成体、ベルト搬送用ローラ構成体、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ローラ構成体、特に、用紙搬送用あるいはベルト搬送用として用いられるローラ構成体、及び、該ローラ構成体を備えた複写機やプリンタなどの画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式を利用した複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、用紙を搬送するため、あるいは、感光体上に形成されたトナー画像を合成するための中間転写ベルトをエンドレス状に回転させるために、種々のローラが用いられている。

従来、この種のローラは金属製のものが使用されていたが、近年では、コストダウンや軽量化などの要求から樹脂の成形品が用いられる傾向にある。樹脂成形では、軸方向に十分に長いローラを一体成形することはできないので、図８に示すように、ローラ体１５２に分割して成形し、複数のローラ体１５２を支軸１５１に装着して軸方向に連接し、両端をＥリング１５５で止めたローラ構成体とされている。

しかしながら、各ローラ体１５２では成形時の型抜きのために外周面に抜き勾配が設けられ、外径差を有しているので、各ローラ体１５２の境界に急峻な段差部１５２ａが形成されてしまう。図８は、ローラ構成体に樹脂製の中間転写ベルト１２１を掛け渡した状態を示しており、段差部１５２ａでは中間転写ベルト１２１に局所的な過大圧力が作用し、ベルト１２１の損傷、蛇行や残留トナーのクリーニング不良の原因となり、転写むらによって画像にノイズが生じるおそれを有している。ローラ構成体を用紙搬送用として用いた場合であっても、用紙に斜行が発生したり、用紙に筋状の傷を残し、あるいは、しわが発生したり、画像にノイズが生じるおそれがある。

そこで、特許文献１には、図９に示すように、各ローラ体１５２の大径部と小径部とを隣接するように配置することで急峻な段差部が形成されることを除去し、中間転写ベルトに加わる集中荷重を軽減するようにしたローラ構成体が開示されている。しかし、このローラ構成体においても、なだらかではあるが凹凸が存在し、中間転写ベルトに凹凸によるストレスを与えることまでも解消できていない。

また、この種のローラ構成体では、図１０に示すように、端部に位置するローラ体１５２が軸方向に距離Ｘ程度のずれを生じると、抜き勾配αに起因して中間転写ベルト１２１のローラ体１５２の外周面への当接部に変位量Ｙのずれを生じ、ベルト１２１の搬送速度が異なってくるという問題点をも有していた。
特開２００５−２０１９２４号公報

そこで、本発明の目的は、樹脂成形されたローラ体の抜き勾配に起因して外周面に段差部や凹凸が生じることのないローラ構成体、用紙搬送用ローラ構成体、ベルト搬送用ローラ構成体及びそれらを備えた画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、第１の発明に係るローラ構成体は、支軸に装着された複数のローラ体を軸方向に連接してなるローラ構成体において、前記ローラ体は、樹脂成形されたものであり、一端部が前記支軸に嵌合して保持され、他端部が隣接するローラ体の受け部に保持されており、かつ、前記支軸に対する嵌合部が断面円弧状をなしていること、を特徴とする。
また、第２の発明に係るローラ構成体は、支軸に装着された複数のローラ体を軸方向に連接してなるローラ構成体において、前記ローラ体は、樹脂成形されたものであり、一端部が前記支軸に嵌合して保持され、他端部が隣接するローラ体の受け部に保持されており、かつ、前記支軸に対する嵌合部が断面エッジ状をなしていること、を特徴とする。

第１及び第２の発明に係るローラ構成体においては、ローラ体に圧接力が作用すると、ローラ体は他端部が隣接するローラ体の受け部に保持されるため、樹脂成形のためにローラ体の外周面に抜き勾配が形成されていても、圧接力作用部分では抜き勾配が軸方向にほぼ平坦に変位することになり、連接されたローラ体の圧接力作用部分に段差部や凹凸が生じることがない。また、ローラ体が軸方向に若干ずれたりしても、外周面が径方向に変位して搬送速度が異なるという不具合を生じることはない。

第１及び第２の発明に係るローラ構成体にあっては、ローラ体の支軸に対する嵌合部が断面円弧状であるため、あるいは、断面エッジ状であるため、圧接力が作用することで、ローラ体が円弧状部やエッジ状部を支点として容易に回動し、ローラ構成体の外周面が平坦に変位することになる。

また、ローラ体の受け部は断面円弧状であることが好ましい。受け部が断面円弧状であれば、隣接するローラ体の他端部を常時同じ半径寸法で受けることになり、連接されたローラ体の圧接力作用部分の外周面の平坦性が保障される。

また、連接されたローラ体のうち端部に位置するローラ体に駆動連結部が設けられていてもよい。この駆動連結部は、例えば、ギア部であり、このギア部を介して他の回転体に回転駆動力を伝達する。あるいは、隣接するローラ体間が回転方向に連結されていてもよい。隣接するローラ体間の回転速度を確実に同一に保持することができる。

第３の発明に係る用紙搬送用ローラ構成体は、前記ローラ構成体からなる。この用紙搬送用ローラ構成体においては、連接された複数のローラ体の圧接力作用部分に段差部や凹凸が生じないため、用紙の斜行や損傷、しわの発生が防止され、画像ノイズの発生が未然に防止される。ローラ体の外周面が少なくとも２段の外径を有していてもよい。

第４の発明に係るベルト搬送用ローラ構成体は、前記ローラ構成体からなる。このベルト搬送用ローラ構成体においては、連接された複数のローラ体の圧接力作用部分に段差部や凹凸が生じないため、ベルトの損傷や蛇行が防止され、中間転写ベルトに使用すれば、残留トナーのクリーニング不良が解消され、転写むらによる画像ノイズの発生が防止される。ローラ体のうち両端部に位置するローラ体にフランジ部を設けてもよい。このフランジ部はベルトの蛇行規制部材として機能することになる。

第５の発明に係る画像形成装置は、前記用紙搬送用ローラ構成体及び／又は前記ベルト搬送用ローラ構成体を備えたことを特徴とする。そして、このベルト搬送用ローラ構成体の段差が解消された外周面に対して、中間転写ベルトを介して残留トナーのクリーニング部材を圧接させてもよい。中間転写ベルト上から残留トナーを良好にクリーニングすることができる。

以下、本発明に係るローラ構成体、用紙搬送用ローラ構成体、ベルト搬送用ローラ構成体、及び、画像形成装置の各実施例について添付図面を参照して説明する。

（カラープリンタの概略構成）
図１に、画像形成装置の一実施例であるカラープリンタ１の概略構成を示す。このカラープリンタ１は、概略、感光体ユニット１０、現像ユニット１５、中間転写ユニット２０、レーザ走査ユニット３０、定着ユニット３５及び給紙ユニット４０を備えている。

感光体ユニット１０は、感光体ドラム１１、帯電器１２などを備えている。現像ユニット１５は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色の現像器１６（１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙ）を支軸１７を中心に一体的に回転可能としたものである。中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１を駆動ローラ２２、従動ローラ２３、テンションローラ２４、巻付けローラ２５にエンドレス状に保持したもので、１次転写ローラ２６を備えている。

画像の形成は、まず、４色の色ごとの画像がレーザ走査ユニット３０から感光体ドラム１１に対して露光され（静電潜像の形成）、各色の現像器１６によって現像（トナー像化）される。このトナー像は１色ごとに１次転写ローラ２６から付与される電界によって中間転写ベルト２１上に１次転写され、４色の画像が中間転写ベルト２１上に重ね合わされる。

一方、用紙は、給紙ユニット４０から給紙ローラ４１にて１枚ずつ給紙され、搬送ローラ対４２を経て、駆動ローラ２２にて支持されている中間転写ベルト２１と２次転写ローラ２７とのニップ部に搬送され、２次転写ローラ２７から付与される電界によって中間転写ベルト２１から合成画像が２次転写される。その後、用紙は定着ユニット３５にてトナーの加熱定着を施され、排出ローラ対５から用紙トレイ６上に排出される。

なお、それぞれの作像用ユニットの構成やその作用は従来周知であり、その詳細な説明は省略する。

（中間転写ベルトの支持構造及びローラ構成体）
ここで、中間転写ベルト２１の支持構造について説明する。図１に示すように、中間転写ユニット２０において、中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２、テンション付与ローラ２４、従動ローラ２３、巻付けローラ２５にてエンドレス状に支持され、駆動ローラ２２から伝達される回転力にて矢印ａ方向に回転駆動される。これらのローラ類は図１の手前側と奥側に位置する側板にて回転自在に保持されている。

中間転写ベルト２１をスリップなく回転させるため、テンション付与ローラ２４をスプリング２８にて弾性的に押し上げ、中間転写ベルト２１に張力を与えている。さらに、駆動ローラ２２はその外周面にゴム材を使用し、中間転写ベルト２１の裏面との摩擦係数を増加させ、駆動力伝達性の向上を図っている。また、中間転写ベルト２１に対しては残留トナーのクリーニングユニット３６が配置され、ブレード３７の先端が従動ローラ２３への巻付け部に圧接されている。

なお、中間転写ベルト２１の両側部は画像の転写には使用されない部分であり、強度補強用のテープ２１ａ（図２参照）が貼着されている。

従動ローラ２３は本発明に係るローラ構成体として形成されたもので、図２〜図４に示すように、支軸５１に装着された複数のローラ体５２が軸方向に連接され、Ｅリング５５にて支軸５１に抜け止めされている。右端のローラ体５２及び左端のローラ体５２には中間転写ベルト２１の蛇行を規制するフランジ部５３が設けられている。さらに、右端のローラ体５２の他端部５２ｃを受けるためのエンドローラ体５６が支軸５１に設けられ、このエンドローラ体５６にはクリーニングユニット３６の廃トナー搬送スクリュー３８（図１参照）に回転力を伝達する駆動連結部（ギア部）５６ａが形成されている。

各ローラ体５２は、コストダウン及び軽量化のために樹脂成形品とされ、略カップ形状をなし、一端部には支軸５１に嵌合する嵌合部５２ａと隣接するローラ体５２の他端部５２ｃの受け部５２ｂが形成されている。各ローラ体５２は嵌合部５２ａが支軸５１に嵌合して回動自在（図５の矢印ｂ，ｂ’参照）に保持され、他端部５２ｃが隣接するローラ体５２の受け部５２ｂに保持される。即ち、嵌合部５２ａは、図５に示すように断面円弧状、あるいは図６に示すように断面エッジ状をなし、嵌合部５２ａを支点として図５に示す矢印ｂ，ｂ’方向に回動可能である。

支軸５１は平坦部５１ａ（図２参照）を設けた一端部が中間転写ユニット２０の一方の側板に形成したＤ型穴に挿入され、他端部が他方の側板に挿入して保持固定されている。従って、各ローラ体５２は、図３に示すように、中間転写ベルト２１の張力によって矢印ｃ方向に押圧力を付勢され、中間転写ベルト２１の矢印ａ方向の回転に伴って従動回転することになる。

各ローラ体５２の外周面には樹脂成形時の型抜きのために抜き勾配が形成されており、ランダムに組み合わせると図８に示したように、各ローラ体１５２の境界に急峻な段差部１５２ａが形成されてしまう。また、図９に示したように、大径部と小径部とを隣接するように配置しても、なだらかな凹凸部が形成されてしまう。

しかし、従動ローラ（ローラ構成体）２３では、各ローラ体５２は嵌合部５２ａが支軸５１に嵌合して矢印ｂ，ｂ’方向に回動自在に保持されているため、各ローラ体５２は中間転写ベルト２１から圧接力が作用すると、嵌合部５２ａを支点として矢印ｂ方向に若干回動し、他端部５２ｃが隣接するローラ体５２の受け部５２ｂに保持される。このとき、圧接力作用部分では抜き勾配が軸方向に平坦に変位し（図４参照）、従来生じていた急峻な段差部１５２ａやなだらかな凹凸部が形成されることはなく、中間転写ベルト２１を平坦に支持することができる。

なお、図４に示すように、エンドローラ体５６は右端のローラ体５２の他端部５２ｃを保持するために設けられている。

以上説明したローラ構成体２３によれば、連接されたローラ体５２の圧接力作用部分では外周面が平坦に変位するため、中間転写ベルト２１を平坦に支持でき、ベルト２１の損傷や蛇行を防止でき、転写むらによる画像ノイズの発生も防止できる。また、この平坦部分に残留トナーのクリーニングブレード３７を当接させることで、クリーニング不良が解消される。また、ローラ体５２が軸方向に若干ずれたりしても、図１０に示したように外周面が径方向に変位（変位量Ｙ参照）して搬送速度が異なるという不具合を生じることはない。

さらに、各ローラ体５２の受け部５２ｂは断面円弧状とされているため、嵌合部５２ａを支点とする回動角度がばらついても、隣接するローラ体５２の他端部５２ｃを同じ半径寸法で受けることになり、連接されたローラ体５２の外周面の平坦性が保障される。

あるいは、隣接するローラ体５２間が回転方向に連結されていてもよい。例えば、ローラ体５２の他端部５２ｃにボス部を形成するとともに、受け部５２ｂに該ボス部が係合する凹部を形成し、ボス部と凹部を係合させることで隣接するローラ体５２間を回転方向に連結することができる。これにて、それぞれのローラ体の回転速度がばらつくことなく同一に保持される。

なお、前記ローラ構成体２３は中間転写ベルト２１の搬送用ローラとして使用されるものを示したが、それ以外に、ベルト状の感光体の搬送用ローラあるいは他のベルト部材の搬送用ローラとしても使用することができる。

（用紙搬送用ローラ構成体）
さらに、ローラ構成体は用紙搬送用ローラとして使用することもできる。例えば、図１に示す用紙搬送用ローラ対４２の一方又は双方のローラとして使用することができる。この場合、フランジ部５３は不要である。

ローラ構成体を用紙搬送用ローラとして使用することにより、用紙の斜行や損傷、しわの発生が防止され、画像ノイズの発生が未然に防止される。そして、図７に示すように、ローラ体５２の外周面が２段の外径を有していてもよい。外径の大きい部分５２ｄでいわゆる段付きローラを構成できる。

（他の実施例）
なお、本発明に係るローラ構成体、用紙搬送用ローラ、ベルト搬送用ローラ、及び画像形成装置は、前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、本発明は、前記カラープリンタ以外に、タンデム式など他の方式のカラー複写機、モノクロ複写機あるいはファクシミリなど幅広く適用できる。また、ローラ体や支軸の細部の構成、形状などは任意である。。

本発明に係るローラ構成体を用いたカラープリンタを示す概略構成図である。 中間転写ベルトの支持機構の要部を示す斜視図である。 中間転写ベルトの支持機構の要部を示す断面図である。 ローラ構成体の一実施例を示す断面図である。 前記ローラ構成体を構成するローラ体を示す断面図である。 前記ローラ体の他の例を示す断面図である。 前記ローラ体のさらに他の例を示す断面図である。 従来のローラ構成体の一例を示す断面図である。 従来のローラ構成体の他の例を示す正面図である。 従来のローラ構成体の拡大断面図である。

符号の説明

１…カラープリンタ
２０…中間転写ユニット
２１…中間転写ベルト
２３…従動ローラ（ローラ構成体）
３７…クリーニングブレード
４２…用紙搬送用ローラ対
５１…支軸
５２…ローラ体
５２ａ…嵌合部
５２ｂ…受け部
５２ｃ…他端部
５３…フランジ部
５６ａ…ギア部

Claims (12)

1. 支軸に装着された複数のローラ体を軸方向に連接してなるローラ構成体において、
   前記ローラ体は、樹脂成形されたものであり、一端部が前記支軸に嵌合して保持され、他端部が隣接するローラ体の受け部に保持されており、かつ、前記支軸に対する嵌合部が断面円弧状をなしていること、
   を特徴とするローラ構成体。
2. 支軸に装着された複数のローラ体を軸方向に連接してなるローラ構成体において、
   前記ローラ体は、樹脂成形されたものであり、一端部が前記支軸に嵌合して保持され、他端部が隣接するローラ体の受け部に保持されており、かつ、前記支軸に対する嵌合部が断面エッジ状をなしていること、
   を特徴とするローラ構成体。
3. 前記ローラ体の前記受け部が断面円弧状を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のローラ構成体。
4. 連接された前記ローラ体のうち端部に位置するローラ体に駆動連結部を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のローラ構成体。
5. 隣接する前記ローラ体間が回転方向に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のローラ構成体。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のローラ構成体からなることを特徴とする用紙搬送用ローラ構成体。
7. 前記ローラ体の外周面が少なくとも２段の外径を有することを特徴とする請求項６に記載の用紙搬送用ローラ構成体。
8. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のローラ構成体からなることを特徴とするベルト搬送用ローラ構成体。
9. 連接された前記ローラ体のうち両端部に位置するローラ体にフランジ部を設けたことを特徴とする請求項８に記載のベルト搬送用ローラ構成体。
10. 請求項６又は請求項７に記載の用紙搬送用ローラ構成体を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項８又は請求項９に記載のベルト搬送用ローラ構成体を備えたことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項８又は請求項９に記載のベルト搬送用ローラ構成体と、
    前記ベルト搬送用ローラ構成体に掛け渡された中間転写ベルトと、
    前記ベルト搬送用ローラ構成体の段差が解消された外周面に前記中間転写ベルトを介して圧接する残留トナーのクリーニング部材と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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