JP4643325B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、ファクシミリ等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられるローラ保持ユニット、及画像形成装置に関する。

画像形成装置では、像担持体を帯電させるための帯電ローラや像担持体上の画像を記録媒体に転写する転写ローラ等で、回動するローラをスプリング等の弾性部材で当接させる機構が多く使用されており、特許文献１ないし４などの手段が提案されている。

例えば、特許文献１では、画像形成装置に設けられる転写ローラの両端保持部が、前記画像形成装置の本体フレームと一体に設けられた軸受ガイド及び爪により保持された軸受、ならびに緩衝手段により構成される転写ローラが提案されている。即ち、転写ローラの保持部が本体フレームと一体成形され、一体化しているため、転写ローラの軸受を本体フレームに直接取り付けることで、転写ローラ４の組立精度が安定化し、複写精度を向上させられると共に、これら部分の組立、取り外しも容易に行うことが可能な構成となっている。
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、スナップフィットで軸受をガイドする手段をとしており、軸受の着脱が容易である反面、ローラの対向物が無い場合には外れやすく、また回動時に受ける水平方向の力によりガイド間が広がるため、安定した当接条件が得られないという不具合があった。

また、軸受を保持するガイド部と、軸受の外れを防止するスナップフィットを別体とした構成のものも提案されている。
例えば特許文献２では、感光体ドラムの転写域に対向して配設された転写ローラと、転写ローラを支持する転写ローラ支持体、及び一端が感光体ドラムの転写域に臨むように配設した、転写紙の搬送路を形成するための搬送ガイドを備え、転写ローラは軸方向両端から突出する回転軸を有し、転写ローラ支持体は、上端に開口する軸受溝を有すると共に、軸受溝において転写ローラの回転軸を軸支し、搬送ガイドは転写ローラ側に突出する突出部材を有し、この突出部材が、回転軸が軸受溝の開口から抜け出るのを阻止する位置に配設された構成の画像形成装置が提案されている。

また、特許文献３では、転写ローラの軸受を上下にスライド可能に支持する剛性のガイドレールと、軸受を上方に押圧するスプリングと、軸受の側面に２つの軸受突起部とを設け、更に転写フレームには、軸受突起部に上方から当接する頭部を有する移動規制部材と、その外側から対峙するリブとを設け、入り口ガイドに、上記頭部に係合するよう内側に湾曲したセット爪を設けることで、予期せぬ転写ローラの外れがない転写ローラの支持機構を有する画像形成装置を提供している。当該転写ローラを外すときは、軸受を押し下げてセット爪を抜き、次に軸受を持ち上げて転写ローラを外す。

しかしながら特許文献２では、輸送時等、激しい振動が加わった時に軸受が外れることがあり、これを防止するためにスナップフィットを硬くすると、軸受の着脱が困難となり、着脱を繰り返すとスナップフィットが変形して、ユニットの再利用が難しくなるといった課題が残されている。
また上記課題に加え、特許文献３では、軸受着脱のためにガイドの上方が開口しているため、ユニットの歪みによりガイド間の幅が変わってしまい、安定した当接条件が得られない場合がある。
特に、タンデム中間転写ベルトの転写ローラ等では、当接圧を弱くするために、圧の弱い弾性部材を使用するため、より安定した摺動動作が必要とされる。従って、安定した当接条件を得る事が必要である。

また、特許文献４では、軸受が転写材の搬送方向上流側および下流側から、ガイド部材が備えられた一対の狭持片でスライド自在に狭持され、軸受の下面およびガイド部材の胴体部上面の間には、スプリング等の付勢手段が配置され、軸受は、対向ローラの方向に付勢押出される構成の画像形成装置が提案されている。
本発明においては、狭持片の先端部に、係止爪を、内側に向かって突出するようにそれぞれ形成しており、搬送方向上流側の係止爪４９ａの長さが、下流側の係止爪４９ｂよりも長くなっている。これにより、軸受が抜け落ちるのを確実に防止できると共に、ガイド部材に軸受を容易にセットする事ができる。

特開平５−３３３７２１号公報 特開平９−１３８５９０号公報 特開２００２−４０８２９号公報 特開平１１−１８４２７６号公報

上記特許文献４では、ガイドの上方を固定部材で保持しているため、軸受の摺動動作が安定化し、当接条件も精度も向上するが、部品点数が増加するために生産コストが高くなり、更に軸受の着脱が複雑になるといった問題がある。

そこで本発明では、上記問題を解決し、ローラや軸受の着脱機構及び操作が簡素であり、且つローラを精度良く当接できると共に、予期せぬ軸受外れの生じることのないローラ保持ユニット及び画像形成装置を提供する事を課題とする。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の画像形成装置は、トナー像が形成される像担持体と、複数のローラに支持されるベルトと、該ベルト裏面で該ベルトに当接して前記像担持体上のトナー像を前記ベルト上または記録紙上へと転写する転写ローラとを備える転写ローラ保持ユニットと、を備える画像形成装置において、前記転写ローラ保持ユニットは、前記転写ローラ端部を保持する軸受と、該軸受をベルト方向へ付勢する付勢部材と、前記軸受を支持する軸受支持部と、を有し、前記軸受は、前記付勢部材により前記ベルト方向へとスライド可能であって、前記軸受支持部は、少なくとも、前記付勢部材を支持する第一部分と、前記軸受を挟んで両側に設けられ、前記軸受が前記転写ローラ端部を保持する位置で前記ベルト方向への前記軸受のスライドをガイドするガイド部分と、前記軸受が前記転写ローラ端部を保持する位置より前記転写ローラ軸方向外側へと伸びる平面部分と、を有する一対の第二部分と、
前記一対の第二部分を互いに繋ぎ、前記ベルト方向へと付勢された前記軸受が接触する第三部分と、からなるとともに、前記軸受が前記ベルト方向へ付勢されて前記第三部分に接触した状態で、前記軸受が転写ローラ軸方向外側へ移動するのを規制する規制部分を有し、前記軸受は、前記転写ローラ保持ユニットに対して、前記第一部分と前記一対の第二部分と前記第三部分とで囲まれる開口部から、前記一対の第二部分の前記平面部分に沿って転写ローラ軸方向外側へと取り外しまたは転写ローラ軸方向内側へと取り付け可能であることを特徴とする。
２．また、本発明の画像形成装置は、前記規制部分は、さらに、前記付勢部材が前記ベルト方向と反対方向へ最も収縮した状態において、前記軸受の転写ローラ軸方向外側への移動を規制することを特徴とする。

３．また、画像形成装置は、さらに、前記規制部分は、前記軸受の少なくとも一部よりも転写ローラ軸方向外側の位置に設けられることを特徴とする。
４．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記付勢部材が前記ベルト方向と反対方向へ最も収縮した状態において、前記軸受の少なくとも一部のうちの前記ベルト方向側の端部が、前記規制部分のうちの前記ベルト方向と反対側の端部よりも、前記ベルト方向側に位置することを特徴とする。

５．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記付勢部材は、スプリングであることを特徴とする。
６．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記ベルト方向は前記転写ローラ軸方向と略直交方向であることを特徴とする。

上記解決するための手段により、本発明のローラ保持ユニットは、ローラや軸受の着脱機構及び操作が簡素であり、且つ予期せぬ軸受外れが生じることのないローラ保持ユニットを提供する事ができる。また、本ローラ保持ユニットを備えるベルトユニット、画像形成装置は、ローラを精度良く当接する事ができ、転写性が良好となり、高品質の画像を安定して提供する事ができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のローラ保持ユニット１００の概略構成を示す斜視図、図２は、図１に示したローラ保持ユニット１００における、軸受支持部の一方を拡大して示した図である。
図１中、ローラ１は、ローラ軸１ｂの両端を軸受２及び３によって保持されており、当該軸受２及び３は、弾性部材（以下、スプリングと示す。）４により付勢されている。
また図２において、軸受３は、ブラケット１０の口型のガイドに沿って摺動し、軸受３及びスプリング４をブラケット１０から着脱する作業は、ブラケット１０の開口部１０ｂから、前記軸受３摺動方向と垂直方向に行われる。
なお、ブラケット１０の一部である、軸受支持部１０ａは、軸受３を保持するガイド間隔が、ユニットの歪みによって変わるのを防止する役割を持つと共に、軸受３の突起３ａがこれに接触することで、軸受３がスプリングの付勢方向に外れるのを防止する働きを有している。また、前記軸受支持部１０ａは、そのローラ保持ユニット開口側における開口部１０ｂの一部が狭くなっており、ユニットが大きな振動を受けた時に、軸受３が脱落するのを防止する。なお、上記の構成は、軸受２についても同様である。
本発明のローラ保持ユニット１００は、上記構成により、軸受２及び３の安定した摺動動作が実現され、精度良く、対向物にローラ１を当接させることができる。

また、本発明のローラ保持ユニット１００は、上記構成に加え、軸受支持部開口部１０ｂの高さを低くすることで、スプリング４が最も収縮した時においても、軸受３及び２が着脱口から脱落するのをより確実に防止する。
図３は、図２に示した軸受支持部の、内部構造を示す断面図である。
図３中、軸受３の高さをｘ、ブラケット開口部１０ｂの高さをｙ、軸受３における、スプリング４受け部の深さをｚ、スプリング４の、最収縮時における高さをｔとするとき、ｙ＜ｘ−ｚ＋ｔとの関係が成り立つようにする。
即ち、本発明のローラ保持ユニット１００は、ブラケット１０の軸受支持部開口部１０ｂの高さを、スプリング４が最も収縮した状態における、前記軸受支持部１０ａ底面から軸受３最頂部までの高さｗより低くなるように構成されている。このようにすることで、輸送時等にユニット１００が大きな振動を受ける事で、スプリング４が収縮し、ユニット底面から軸受３頂部までの高さが最も小さくなった時にも、軸受３が、開口部１０ｂから脱落する事が無い。

また、本発明のローラ保持ユニット１００は、軸受２又は３取付時において、ローラ１をユニット１００上に保持させても、ローラ部１ａ底面がユニット１００表面に接触しない構成としているため、組付作業を容易に行うことができる。
具体的には、図３中、ローラ部１ａの径をＤ１、ローラ軸１ｂの径をＤ２、ローラ軸が通るための切り欠き部１０ｃの高さをＨとする時、Ｈ＞（Ｄ１−Ｄ２）／２が成り立つようにする。即ち、ローラ軸１ｂが通るための切り欠き部１０ｃの深さＨを、前記ローラ部１ａ底面からローラ軸１ｂ底面までの高さなるＤ３、即ち（Ｄ１−Ｄ２）／２より深くなるようにしているため、ローラ軸１ｂを切り欠き部１０ｃ頂部に保持させた場合にも、ローラ部１ａ底面がユニットに接触することがない。
従って、軸受２又は３取付時に、ローラ１をユニット１００内に置いたまま作業を行っても、ローラ１当接面に傷や汚れなどが付着することが無いため、軸受け交換作業を容易且つ効率的に行うことができる。

図４は、中間転写ベルト２０周辺部の構成を示す概略図である。中間転写ベルト２０は、駆動ローラ６とテンションローラ７、従動ローラ８で支持されており、中間転写ベルト２０下面に沿って配置された、像担持体としての感光体５と、一次転写ローラ１１は、中間転写ベルト２０を介して当接する。なお、感光体５上の画像は、一次転写ローラ１１によって中間転写ベルト２０上に転写され、更に二次転写ローラ９によって記録媒体としての転写紙に転写される。
本実施例においては、前記一次転写ローラ１１を、本発明に係るローラ保持ユニット１００に保持して備えることで、当該一次転写ローラ１１を精度良く当接させる事ができ、感光体５から中間転写ベルト２０への転写性を安定化させることができる。
なお、本発明においては、少なくとも中間転写ベルト２０と、一次転写ローラ１１を含むローラ保持ユニットを一体に形成し、画像形成装置本体に対して着脱可能な中間転写ベルトユニットとする事も可能である。このような構成とする事で、中間転写方式の画像形成装置の転写性を安定化させると共に、該ベルトユニットに含まれる部位の交換性も向上させる事ができ、長期にわたって使用することが可能な構成とする事ができる。

図５は、転写搬送ベルト３０周辺部の構成を示す概略図である。転写搬送ベルト３０は駆動ローラ６とテンションローラ７、従動ローラ８で支持されており、転写搬送ベルト３０表面に沿って配置された感光体５と、転写ローラ１２は転写搬送ベルト３０を介して当接する。なお、感光体５上の画像は、転写ローラ１２によって転写搬送ベルト３０上を搬送されてきた転写紙上に転写される。
本実施例においては、前記転写ローラ１２を、本発明に係るローラ保持ユニット１００に保持して備えることで、当該転写ローラ１２を精度良く当接させる事ができ、感光体５から転写紙への転写性を安定化させることができる。
なお、本発明においては、少なくとも転写搬送ベルト３０と、転写ローラ１２を含むローラ保持ユニット１００を一体に形成し、画像形成装置本体に対して着脱可能な転写搬送ベルトユニットとする事も可能である。このような構成とする事で、直接転写方式の画像形成装置の転写性を安定化させると共に、該ベルトユニットに含まれる部位の交換性も向上させる事ができ、長期にわたって使用することが可能な構成とする事ができる。

図６は、本発明に係る画像形成装置２００の概略構成を示す図である。
画像形成装置２００は、その内部の略中央に中間転写ベルト２０を備えている。中間転写ベルト２０は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、複数のローラに掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト２０の下方には、当該転写ベルト２０の下面に接触するように配置された、４個の像担持体である感光体５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが、中間転写ベルト２０のベルト面に沿って並んでいる。なお、図６においては、感光体５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、プロセスカートリッジ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに含まれた構成となっている。また、感光体５ａ〜５ｄの周りには、専用の帯電ローラ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ及びクリーニングユニット４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを有する。
また更に、プロセスカートリッジ４１ａ〜４１ｄに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像ユニット４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを配置している。
プロセスカートリッジ４１ａ〜４１ｄは、同一の構成をしたユニットであり、プロセスカートリッジ４１ａはブラック色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ４１ｂはイエロー色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ４１ｃはシアン色に対応する画像を形成し、プロセスカートリッジ４１ｄはマゼンタ色に対応する画像を形成する。

また、プロセスカートリッジ４１ａ〜４１ｄの下方には、書込みユニット５９を装着している。書込みユニット５９は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の航路に配置されたｆθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体５ａ〜５ｄ上に照射される。
中間転写ベルト２０を挟んで、各感光体５ａ〜５ｄと対向する位置には、感光体５ａ〜５ｄ上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に一次転写する転写ローラ１１がそれぞれ配置されている。転写ローラ１１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
本発明においては、前記一次転写ローラ１１を、本発明に係るローラ保持ユニット１００に保持して画像形成装置本体に備えることとする。これにより、当該一次転写ローラ１１を精度良く当接させる事ができ、感光体５ａ〜５ｄから中間転写ベルト２０への転写性を安定化させることができる。

また、中間転写ベルト２０のローラ６で支持された部分の外側には、二次転写ローラ５５が圧接されている。二次転写ローラ５５は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ５５と中間転写ベルト２０との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト２０上のトナー像が、転写紙に転写される。
中間転写ベルト２０のローラ７で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト２０の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニングユニット４２が設けられている。
二次転写部の上方には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着ユニット５４が備えられている。また、画像形成装置の下部には、転写紙を載置し、二次転写部に向けて転写紙を送り出す給紙ユニット５８が備えられている。

次に、この画像形成装置の画像形成における動作について説明する。
トナーを補給するトナーボトル５２は、図中左からイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されており、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像ユニット４６ａ〜４６ｄに補給される。
画像形成の動作を開始させると、各感光体５ａ〜５ｄが、図６中で時計回り方向にそれぞれ回転する。次に、各感光体５ａ〜５ｄの表面が帯電ローラ４５ａ〜４５ｄにより一様に帯電され、各プロセスカートリッジ４１ａ〜４１ｄの感光体５ａ〜５ｄには、書込みユニット５９により、各色の画像に対応するレーザー光が照射され、各色の画像データに対応した潜像が形成される。各潜像は、感光体５ａ〜５ｄが回転することにより現像ユニット４６ａ〜４６ｄの位置に達し、その位置において、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーにより現像され、４色のトナー像となる。

一方、転写紙先端が、給紙コロ５７でフィードされ、レジストローラ５６まで到達すると、図示しないセンサによって検知され、この検出信号に基づいてタイミングを取りながら、レジストローラ５６によって転写紙を２次転写ローラ５５と中間転写ベルト２０のニップに搬送する。

次に、転写ローラ１１に電圧が印加され、各感光体５ａ〜５ｄ上のトナー像は、中間転写ベルト２０上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、トナー像が中間転写ベルト２０の同位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト２０上に形成された画像は、２次転写ローラ５５の位置まで搬送され、２次転写ローラ５５の位置まで到達した転写紙上に、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、４色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。各色のトナー像が転写された転写紙は、定着ユニット５４に搬送され、熱と圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は排紙ローラ５３で排紙される。
なお、図６では、中間転写方式の画像形成装置２００を示しているが、本発明に係るローラ保持ユニット１００は、直接転写方式の画像形成装置に備える事も可能である。

本発明のローラ保持ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図１に示したローラ保持ユニットにおける、軸受支持部の一方を拡大して示した図である。 図２に示した軸受支持部の、内部構造を示す断面図である。 中間転写ベルト周辺部の構成を示す概略図である。 転写搬送ベルト周辺部の構成を示す概略図である。 本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ ローラ
１ａ ローラ部
１ｂ ローラ軸
１１ 一次転写ローラ
１２ 転写ローラ
２、３ 軸受
３ａ 突起
４ スプリング（弾性部材）
５ 感光体
６ 駆動ローラ
７ テンションローラ
８ 従動ローラ
９ 二次転写ローラ
１０ ブラケット
１０ａ 軸受支持部
１０ｂ 軸受支持部開口部
１０ｃ 切り欠け部
２０ 中間転写ベルト
３０ 転写搬送ベルト
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ プロセスカートリッジ
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ クリーニングユニット
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 帯電ローラ
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ 現像ユニット
５２ トナーボトル
５３ 排紙ローラ
５４ 定着ユニット
５５ 二次転写ローラ
５６ レジストローラ
５７ 給紙コロ
５８ 給紙ユニット
５９ 書込みユニット
１００ ローラ保持ユニット
２００ 画像形成装置

Claims (6)

1. トナー像が形成される像担持体と、
   複数のローラに支持されるベルトと、該ベルト裏面で該ベルトに当接して前記像担持体上のトナー像を前記ベルト上または記録紙上へと転写する転写ローラとを備える転写ローラ保持ユニットと、
   を備える画像形成装置において、
   前記転写ローラ保持ユニットは、
   前記転写ローラ端部を保持する軸受と、該軸受をベルト方向へ付勢する付勢部材と、前記軸受を支持する軸受支持部と、を有し、前記軸受は、前記付勢部材により前記ベルト方向へとスライド可能であって、
   前記軸受支持部は、
   少なくとも、前記付勢部材を支持する第一部分と、
   前記軸受を挟んで両側に設けられ、前記軸受が前記転写ローラ端部を保持する位置で前記ベルト方向への前記軸受のスライドをガイドするガイド部分と、前記軸受が前記転写ローラ端部を保持する位置より前記転写ローラ軸方向外側へと伸びる平面部分と、を有する一対の第二部分と、
   前記一対の第二部分を互いに繋ぎ、前記ベルト方向へと付勢された前記軸受が接触する第三部分と、からなるとともに、
   前記軸受が前記ベルト方向へ付勢されて前記第三部分に接触した状態で、前記軸受が転写ローラ軸方向外側へ移動するのを規制する規制部分を有し、
   前記軸受は、前記転写ローラ保持ユニットに対して、前記第一部分と前記一対の第二部分と前記第三部分とで囲まれる開口部から、前記一対の第二部分の前記平面部分に沿って転写ローラ軸方向外側へと取り外しまたは転写ローラ軸方向内側へと取り付け可能である
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記規制部分は、さらに、前記付勢部材が前記ベルト方向と反対方向へ最も収縮した状態において、前記軸受の転写ローラ軸方向外側への移動を規制する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記規制部分は、前記軸受の少なくとも一部よりも転写ローラ軸方向外側の位置に設けられる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記付勢部材が前記ベルト方向と反対方向へ最も収縮した状態において、
   前記軸受の少なくとも一部のうちの前記ベルト方向側の端部が、前記規制部分のうちの前記ベルト方向と反対側の端部よりも、前記ベルト方向側に位置する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記付勢部材は、スプリングである
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記ベルト方向は前記転写ローラ軸方向と略直交方向である
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。

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