JP4717224B2 - Image forming unit and image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式を用いた複写機やプリンター等に用いられる画像形成ユニット及びこれを用いて転写材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置にあっては、像担持体である感光体ドラム上に形成したトナー像を転写材に転写した画像を形成するが、カラー画像形成装置にあっては感光体ドラム上に順次形成する各色トナー像を中間転写体に重畳転写し、そのカラー画像を転写材に一括転写する構成を有するものが用いられてきた。この場合、感光体ドラム等の劣化、消耗する部材の取り扱いを容易にするために、これらをユニット化して装置本体に着脱可能としたものが広く用いられるようになっている。
【0003】
そして、このように中間転写体を用いたカラー画像形成装置は、特開平8−137181号、特開平10−301464号、特開平11−295998号に示すように、感光体ユニットと中間転写体ユニットがそれぞれ独立したユニット構成となっており、ユニット寿命に達した際、或いはジャム(紙詰まり)処理の際に着脱できる構成となっている。
【0004】
ここで、特開平8−137181号は装置前面の可動側フレームを装置前面下方へ回動して開き、感光体ユニットと中間転写体ユニットをそれぞれ上方より着脱する構成となっている。また、特開平10−301464号では感光体ユニットと中間転写体ユニットを、それぞれ独立して装置本体前面に水平に引き出せる可動体に着脱する構成となっている。これら2つの従来例は転写材搬送方向と平行方向にユニット着脱を実施している。
【0005】
一方、特開平11−295998号では、転写材搬送方向と直角方向にユニットをスライドして着脱する構成となっている。
【0006】
上記従来例において、中間転写体はエンドレスベルトであり、3本以上のローラで懸回張設されており、前記中間転写ベルトはベルトを回転駆動する駆動ローラ、ベルトにテンションを付与するためのテンションローラ、及び二次転写手段に対向する二次転写対向ローラ等から構成されている。
【0007】
また、像担持体としての感光体ドラムと中間転写ベルトを挟んで感光体ドラムに対向する一次転写手段は、駆動ローラからみて、中間転写ベルト搬送方向の上流側(いわゆるベルトの張り側)に位置している。
【0008】
更に、懸回張設部材としてのローラの径は、大きいものと小さいものが混在している。
【0009】
図11は中間転写ベルトを用いた従来例に係るカラー画像形成装置の説明図である。図11において、中間転写ユニット504は、中間転写ベルト508を駆動ローラ502と二次転写対向ローラ505、図示しないバネにより中間転写ベルト508に所定の張力を付与するテンションローラ506の3本のローラで懸回張設され、感光体ドラム501に対向する位置には一次転写ローラ507が設けられて構成されている。
【0010】
駆動ローラ502は、図11に示すように、右方向(時計回り)に回転し、中間転写ベルト508も矢印で示すように右回転移動していく。二次転写対向ローラ505とテンションローラ506は中間転写ベルト508に従動回転する構成になっている。
【0011】
感光体ドラムカートリッジ503の感光体ドラム501は図11に示すように中間転写ベルト駆動ローラ502とテンションローラ506の間L1に配置され、中間転写ベルト508を挟んで一次転写ローラ507が対向して配置されている。
【0012】
一次転写部位が存在するL1は中間転写ベルト駆動ローラ502の回転方向からみて中間転写ベルト搬送方向の上流側で、いわゆるベルトの張り側である。
【0013】
これは、中間転写ベルト508の回転移動速度のバラツキが、ベルトの張り側L1の方が、中間転写ベルト508の緩み側L2よりも安定している事を考慮した配置である。
【0014】
つまり、感光体ドラム501上に形成された静電潜像を任意の色トナーで現像し、得られたトナー画像を回転する中間転写ベルト508に一次転写する工程を異なる色ごとに繰り返し、前記中間転写ベルト508上にカラーの重ねトナー画像を形成する際に、各色トナー毎の色ズレを少なくするために、中間転写ベルト508の搬送速度は安定していなければならないからである。
【0015】
更に、中間転写ベルト508の周長Lbは感光体ドラム501の周長Ldの略整数倍であり、且つ中間転写ローラ駆動ローラ502の周長Lrの略整数倍でもあるように構成され、感光体ドラム501の振れによる1回転周期の周速度変化と中間転写ベルト508の駆動ローラ502の振れによる搬送速度の変化を一定周期とし、中間転写ベルト508の所定の位置から各色トナーを一次転写開始していくことで、中間転写ベルト508上で各色トナー毎の色ズレの位相が重なるように構成され、二次転写ローラ509で転写材に一括転写されて色ズレの少ないカラー画像が得られるようになっている。
【0016】
図11において仮に、感光体ドラム501の直径D1は47mmとすると、感光体ドラム周長Ld=47πmmであり、感光体ドラム501の露光位置Aから一次転写位置Bまでの周長Ld1は約63mmとする。
【0017】
中間転写ベルト508の周長Lbは、47π×2≒295.3mmか47π×3≒442.96mmとなるが、転写材をA4サイズのシートとすると、紙長さ297mmと、感光体ドラム501の露光位置Aが一次転写位置Bまで回転してくる距離63mmを足したベルト長さ360mm以上が最低必要となる。
【0018】
更に、中間転写ベルト508の一次転写位置Bからベルト搬送方向の二次転写位置Cまでのベルト長さは、A4サイズ紙長さの297mm以上が最低でも必要である。
【0019】
各色トナー現像器の切替、トナー現像器の感光体ドラム501への加圧、離間等の時間を考慮し、適度なシート紙の搬送されてくる間隔(紙間)を見込むと中間転写ベルト508の周長Lbは442.96mmが適正となる。
【0020】
また、中間転写ベルト駆動ローラ502の周長Lrは442.96/5≒88.593mmとなり、駆動ローラ直径D2は88.893/π≒28.2mmとなる。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では以下のような課題があった。すなわち、一次転写が行われる部位が、中間転写ベルト508上の張り側に位置し、且つ二次転写を行う位置を転写材の搬送経路を考慮し、更に前述した各寸法関係を満足しながら、中間転写ベルト508をコンパクトに懸回張設する形状を考案しなければならない。
【0022】
しかしながら、中間転写ベルト508は駆動ローラ502、二次転写ローラ509に対向し、二次転写ローラ509とニップを形成して転写材を搬送する二次転写対向ローラ505、中間転写ベルト508に所定の張力を付与するテンションローラ506等の3本以上のローラに懸回張設される形状となっていた。そして、中間転写ベルト508に転写されたトナーを帯電させるための帯電手段を該ベルト508に接触させる場合、この帯電手段と対向する位置にベルト支持ローラを設ける必要があった。
【0023】
このため、中間転写ベルト508には、寸法精度の高いローラが多数必要となり、中間転写ベルトユニットを構成するフレーム自体も複雑で高精度のものが必要となり、結果として中間転写ユニット及び画像形成装置本体の大型化、コストアップの要因となっていた。
【0024】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、部品点数を減少して小型化、コストダウンが可能な画像形成ユニット及びこれを用いる画像形成装置を提供するものである。
【0025】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、一次転写部位で像担持体から中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を二次転写部位で中間転写ベルトから転写材に二次転写する画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットであって、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像が転写されるエンドレスの中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを張架する複数の回転部材と、前記中間転写ベルトを介して前記像担持体と共に一次転写部位を形成する一次転写部材と、を有し、前記複数の回転部材の内の一つが前記中間転写ベルトを回転させるための駆動ローラであり、前記一次転写部位が前記駆動ローラに対して前記中間転写ベルトの回転方向における下流側に形成され、前記像担持体と前記中間転写ベルトが一体的に前記画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、前記中間転写ベルトは、前記駆動ローラと前記中間転写ベルトの回転に従動する従動ローラの二つのローラによってのみ張架されるものであり、前記駆動ローラは、前記二次転写部位を形成するために前記中間転写ベルトの外面に当接する二次転写部材と前記中間転写ベルトに残留したトナーを回収するために前記中間転写ベルトの外面に当接するクリーニング部材との夫々に対して、前記中間転写ベルトを介して対向する対向ローラであり、且つ、前記二次転写部材と前記クリーニング部材との夫々に対する対向電極として接地されており、前記画像形成ユニットを前記画像形成装置本体に装着した場合に、前記駆動ローラは前記従動ローラに対して下方に配置されることを特徴とする。
【0026】
上記構成にあっては、ベルト部材を懸回張設する回転体の1つを複数の電極部材の共通電極とすることで、ベルト部材を2つの回転部材で支持することが可能となり、ユニットの構成部品点数の減少させて、装置本体全体の小型化、組立性の向上、コストダウンを図ることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成ユニット及び画像形成装置について図面を参照して説明する。
【0028】
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態に係る電子写真画像形成装置Aで、4色フルカラーのレーザービームプリンターの概略構成を示す縦断面説明図であり、図の右側が装置前面である。
【0029】
{画像形成装置の全体構成}
中間転写体としてのエンドレスのベルト部材としての中間転写ベルト5aの回転と同期して像担持体としての感光体ドラム1を図1の矢印方向(反時計回り)に回転させ、この感光体ドラム1表面を帯電装置としての帯電ローラ2によって均一に帯電するとともに、露光手段3によってイエロー画像の光照射を行い、感光体ドラム1上にイエローの静電潜像を形成する。この静電潜像形成と同時に現像装置4を駆動してイエロー現像器4Yを現像位置に配置し、感光体ドラム1上の静電潜像にイエロートナーが付着するように感光体ドラム1の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加して静電潜像にイエロートナーを付着させて現像する。その後、中間転写ベルト5aの押えローラ(一次転写ローラ)5jにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム1上のイエローのトナー像を中間転写ベルト5a上に一次転写する。
【0030】
上述のようにしてイエロートナー像の一次転写が終了すると、次の現像器が回転移動してきて、感光体ドラム1に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様にしてマゼンダ、シアン、そしてブラックの各色について、静電潜像の形成、各色現像器4M,4C,4BKによる現像、一次転写を順次行い、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像を重ね合わせる。
【0031】
この間、二次転写手段としての二次転写ローラ11は、中間転写ベルト5aとは非接触状態にある。この時、クリーニング帯電手段としての帯電ローラ5fも中間転写ベルト5aとは非接触状態に位置する。
【0032】
そして、中間転写ベルト5a上に4色のトナー像形成完了後、二次転写ローラ11が中間転写ベルト5aに圧接され(図1の状態)、更に中間転写ベルト5aの回転と同期して、搬送手段としての給送ローラ7b、搬送ローラ対7cによって転写材カセット7aから搬送され、且つレジストローラ対7d近傍の所定の位置で待機していた転写材が中間転写ベルト5aと二次転写ローラ11のニップ部に送り出される。
【0033】
ここで、レジストローラ対7dの直前には転写材Sの先端を検知してレジストローラ対7dの回転駆動力を遮断し、転写材Sを所定の位置で待機させるレジ前センサ14が設けられている。
【0034】
更に、二次転写ローラ11は電極部材として機能するものであり、この二次転写ローラ11にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、中間転写ベルト5a上のトナー像は、一括して搬送されてきた転写材Sの表面に二次転写していく。このとき、二次転写ローラ11と中間転写ベルト5aを介して対向している駆動ローラ40は二次転写ローラ11の対向電極として機能する。
【0035】
このようにして、二次転写された転写材Sは搬送ベルトユニット12を経由して定着器8に至り、ここで複数色のトナー像の定着を行った後排出ローラ対13によって排出ガイド15に沿って搬送され、排出ローラ対9によってカラー画像形成装置A上部の排出トレー10に排出され、画像形成を完了する。
【0036】
一方、二次転写後にクリーニング用の帯電ローラ5fが中間転写ベルト5aに圧接され、中間転写ベルト上に残った残留トナーに転写時と逆の電荷(トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電荷)を与えることで回収する。すなわち、この回収手段は、前記のようにして残留トナーに逆極性の電荷を付与し、これを一次転写手段としての一次転写ローラ5jにより感光体ドラム1に静電気的に付着し、その後感光体ドラム用のクリーニングブレード6により回収する。そして、回収された残留トナーは、廃トナーとして後述する搬送する搬送経路をたどり、廃トナーボックス16に回収され蓄積される。
【0037】
また、複数の転写材に連続して画像形成する場合、クリーニング帯電ローラ5fにより帯電された前記残留トナーを中間転写ベルト5aから感光体ドラム1に静電的に転写するのと同時に、感光体ドラム1上に形成された次の転写材に対するトナー像を中間転写ベルト5aに一次転写する。これにより、画像形成のスループットを向上させることができる。
【0038】
{画像形成ユニット}
次に前記画像形成装置に着脱される感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの構成について詳細に説明する。
【0039】
図2は図1の画像形成ユニットの概略構成を示す主縦断面図を拡大したものであり、装置前面に向かって左側から見た断面図である。図3は装置前面に向かって右側から見た画像形成ユニットの縦断面図を示す。また、図4は図2を上方より見た廃トナー搬送通路部での横断面図を示す。
【0040】
図2〜図4において、画像形成ユニット5は、中間転写ベルトユニット21の投影上方面に感光体ドラムユニット20を配置し、中間転写ベルトユニット21の投影下方面に廃トナーボックス16を配置している。また、中間転写ベルトユニット21のベルト駆動ローラ40には、中間転写ベルト5a上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられ、一体構成となっている。
【0041】
(感光体ドラムユニット)
感光体ドラムユニット20には、図2、図3に示すように、感光体ドラム1が両端を回転自在に右側軸受206と左側回転支軸202により保持され、右側端部のカップリング24を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。
【0042】
また、感光体ドラム1には帯電ローラ2が両端の軸受25を介して、圧縮バネ26により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。前記軸受25の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、圧縮バネ26から軸受25を介して帯電ローラ2に所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるようになっている。
【0043】
更に前記圧縮バネ26の端部は、図5に示すように、感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327となって、感光体ドラムフレーム29のボス部にその一端が圧入され固定されている。
【0044】
更に、感光体ドラム1にはクリーニングブレード6が所定の位置に設けられ、前述の逆電荷を付与された中間転写ベルト上の残留トナーを感光体ドラム1上に回収し、感光体ドラム1上の残留トナーと共に掻き取るように構成されている。掻き取られた廃トナーはスクイシート27(図2参照)により中間転写ベルト5a上への落下が阻止され、感光体ドラムフレーム29の底部に溜まった廃トナーはスクリュー28の回転により、装置前面から見て右側へ搬送されて行く(図4における矢印Cの方向)。
【0045】
その後、廃トナーはスクリュー28により感光体ドラムユニット20の右側面(装置前面側からみて)に搬送され、廃トナーボックス16に滑り落ちて蓄積されていく。また、感光体ドラムユニット20には画像形成装置本体に着脱する動作に連動して開閉するドラムシャッター19も設けられている。
【0046】
(中間転写ベルトユニット)
次に、中間転写ベルトユニット21の構成について説明する。中間転写ベルト5aは把手部61を含むフレーム45に、2つの回転部材としての駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設されている。
【0047】
そして、駆動ローラ40は中間転写ベルト5aに回転力を付与するものであり、フレーム45に回転可能に位置固定されている。そして、この駆動ローラ40は金属パイプ等で構成され、表層には所定の導電性を有したゴム層等の高摩擦力を有する層が形成され、電極として機能するようになっている。
【0048】
図2乃至図4に示すように、駆動ローラ40は両端を回転自在に右側軸受205と左側軸受201により保持され、右側端部のカップリング42(図3参照)を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、左側軸受け201は導電性部材で構成され画像形成装置本体に接地されている。
【0049】
従動ローラ両端の軸受43には圧縮バネ44が設けられ、中間転写ベルト5aに所定の張力を与える方向に移動可能に取り付けられている。
【0050】
中間転写ベルト5aを挟んで、感光体ドラム1と対向する位置には、一次転写ローラ5jが設けられ、両端の軸受46を介して、圧縮バネ47により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。
【0051】
軸受46の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、一次転写ローラ5jに所定の帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1表面上のトナーを中間転写ベルト5a上に一次転写される。
【0052】
そして、図6に示すように、中間転写体フレーム45の左側面には一次転写ローラ高圧接点板401が設けられ、その端部401aは圧縮バネ47に接続され、もう一方の端部401bは中間転写体フレーム45の左側下部にフック部401cにより固定されている。
【0053】
また、図2に示すように、中間転写ベルト駆動ローラ40に対向する位置には、中間転写ベルト上の残留トナーに転写時と逆電荷を付与するためのクリーニング帯電ローラ部23が設けられている。
【0054】
クリーニング帯電ローラ5fは両端の軸受51を介して、圧縮バネ52により所定の力で圧接され、従動回転するようになっている。そして、軸受51の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、電極部材として機能する。すなわち、クリーニング帯電ローラ5fに転写時と逆の電圧を印加することにより、中間転写ベルト5a上の残留トナーに転写時と逆の電荷を付与し、感光体ドラム1でドラム表面に静電気的に吸着回収され、前述したように廃トナーボックス16に蓄積される。
【0055】
尚、前記帯電ローラ5fによる帯電に際し、これに中間転写ベルト5aを介して対向する駆動ローラ40は帯電ローラ5fの対向電極として機能する。そして、駆動ローラ40は二次転写ローラ11と帯電ローラ5fとに共通する共通電極として機能しており、二次転写ローラ11と帯電ローラ5fのそれぞれ個別に対向電極を設ける必要がないために、中間転写ベルトユニット21の小型化が可能になっている。
【0056】
また、図1に示すように、画像形成ユニット5を装置本体に装填した状態において、帯電ローラ5fと二次転写ローラ11とはそれぞれ対向電極となる駆動ローラ40の近傍に配置されるが、帯電ローラ5fは二次転写ローラ11よりも中間転写ベルト5aの回転方向下流側であって、一次転写部よりも前記回転方向上流側に配置されている。このため、二次転写してから中間転写ベルト上の残留トナーを帯電ローラ5fにより帯電するまでの時間を短くすることができ、複数の転写材に連続して画像形成する場合の画像形成のスループットの低下を防止することができる。
【0057】
また図4に示すように、圧縮バネ52はクリーニング手段を構成するクリーニング帯電ローラ高圧接点板403の端部403aに接続され、もう一方の端部403bはフック部403cにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。
【0058】
更に、図4及び図5に示すように、中間転写体フレーム45の左カバー208の内側には帯電ローラ2に高圧を供給するための帯電ローラ高圧接点板402が設けられ、その一方側の端部402aは中間転写体フレーム45の上面に固定され、前述の感光体ドラムフレーム29の左側面から下方に伸び圧縮バネ327と接続され、他方側の端部402bはフック部402cにより中間転写体フレーム45の左側下部に固定されている。これにより、装置本体からの電力は帯電ローラ高圧接点板402の一方の端部402bへ供給され、接点板402の他方の端部402aと圧縮バネ327が電気接点手段として電気的に接続されているために、圧縮バネ26及び軸受25を介して帯電ローラ2へと供給される。
【0059】
このように、(1)帯電ローラ2、(2)一次転写ローラ5j、(3)クリーニング手段、への画像形成装置本体からの各バイアス電圧の供給接点部は、中間転写ベルトユニット21の左側(画像形成領域幅外)下部の402b、401b、403bに集約されている。
【0060】
{画像形成ユニットのユニット構成}
次に前記画像形成ユニット5のフレーム構成について詳細に説明する。フレーム構成は大きく2つに分割される。まず、第一ユニットは、図3及び図4に示すように、廃トナーボックス16と一体構成をとる感光体ドラムフレーム29に感光体ドラム1、右側軸受206、左側回転支軸202、帯電ローラ2、クリーニングブレード6、スクリュー28、ドラムシャッター19を主要部品として構成される感光体ドラムユニット20(図4において太線二点鎖線で囲われた部分)である。また、第二ユニットは、図2に示すように、中間転写体フレーム45に中間転写ベルト5aを駆動ローラ40と従動ローラ41により懸回張設し、且つ感光体ドラム1と対向する中間転写ベルト内側には一次転写ローラ5j、駆動ローラ40にはクリーニング帯電ローラ5fも配置している中間転写ベルトユニット21である。
【0061】
上記2つのユニットは、図2及び図3に示すように、感光体ドラムフレーム29の左右両端に設けられた突起部71が、中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72にそれぞれ挿入され、一方、感光体ドラムフレーム29の幅方向中央に設けられたスナップフィット形式のフック部の爪73が、中間転写体フレーム45のロック穴74に嵌められて連結されている。
【0062】
ここで、前記中間転写体フレーム45に設けられた位置決め穴72、及びロック穴74は、感光体ドラムフレーム29に設けられた突起部71、フック部の爪73より所定量だけ大きめの穴が開けられており、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21の間には、所定量の相対的位置移動が可能な構成となっている。また、前記位置決め穴72にはテーパー部72a(図8参照)が設けられ、着脱し易くなっている。
【0063】
上記構成において、図3に示すように、感光体ドラムユニット20のフック爪73を矢印Dの方向に押して中間転写ベルトユニット21のロック穴74から外し、図7に示すように、感光体ドラムユニット20を矢印Eの方向に回転させることで、図8及び図9に示すように、感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21に分割できる。
【0064】
分離されている両ユニット20,21を連結する際は、前記と逆に感光体ドラムユニット20の突起部71を中間転写ベルトユニット21の位置決め穴72に差込み、図7の矢印Eと逆方向に回転させて、フック爪73をロック穴74に押し込むことで、2つのユニット20,21が連結される。
【0065】
この時、帯電ローラ2へのバイアス電圧供給経路は中間転写ベルトユニット21側に設けた帯電ローラ高圧接点板402の端部402aと、感光体ドラムユニット20側に設けた圧縮バネ327の部分で接続、分離される構成になっている。
【0066】
前記のように感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニット21とが分離可能であるために、感光体ドラム1のみ或いは中間転写ベルト5aのみが寿命に達した場合には、寿命に達したユニットのみを交換することが可能となる。このため、感光体ドラム1と中間転写ベルト5aの寿命が異なる場合に使用者のコスト負担が軽減される。
【0067】
{ユニットの装置本体への装着手段}
次に前記画像形成ユニット5の画像形成装置本体Aへのに着脱及び所定位置への位置決め固定構成について、図10を参照して説明する。
【0068】
カラー画像形成装置本体Aの上蓋60を開くと、感光体ドラム軸受を支持する支持部302に設けられ、感光体ドラム1への回転駆動力を伝達するカップリング24(図3参照)と嵌合するカップリングと、中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に設けられ、中間転写ベルト駆動ローラへの回転駆動力を伝達するカップリング42(図3参照)と嵌合するカップリングが、それぞれ軸方向へスライドして退避した状態となる(連結解除状態)。尚、上蓋60と連動するカップリングの退避構成自体は公知の構成を用いればよい。
【0069】
装置本体内側には感光体ドラム用ガイドレール300と中間転写体用ガイドレール301が段差γを設けて、両サイドに設けてある。この段差γが、図4に示す、画像形成ユニットのドラム用の軸受206,回転支軸202と中間転写ベルト駆動ローラの軸受201,205との段差γとなっている。
【0070】
画像形成ユニット5の感光体ドラム右側軸受206及び左側回転支軸202を感光体ドラム用ガイドレール300へ、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205及び左側軸受201と、左右サイドカバーに設けられた突起部203,204(図4参照)を中間転写体用ガイドレール301にそれぞれ載せてスライドさせながら挿入していく。
【0071】
最終的には、感光体ドラム右側軸受206と左側回転支軸202は感光体ドラム軸受を支持する支持部302に落ち込み、中間転写ベルト駆動ローラの右側軸受205と左側軸受201は中間転ベルト駆動軸の軸受部を支持する支持部303に落ち込み、更には画像形成ユニットの左右サイドカバーに設けられた突起部203,204は位置決め溝304にそれぞれ落ち込み、図10に示すように、それぞれがねじりコイルバネ305,306,307により装置本体フレームの位置決めに押し付けられて固定される。
【0072】
尚、前述した実施形態の画像形成ユニット5は感光体ドラムユニット20と中間転写ベルトユニットが分離可能であったが、両ユニットは分離できない一体的なユニットとして構成されているものであってもよい。
【0073】
また、前述した実施形態の画像形成ユニット5は中間転写ベルト5aを駆動ローラと従動ローラの2個のローラで支持した例を示したが、これは3個以上のローラで支持するようにしてもよい。
【0074】
また、前述した実施形態では画像形成ユニット5を装填してカラー画像を形成するカラー画像形成装置を例示したが、本発明に係る画像形成ユニットはモノクロ画像を形成する画像形成装置にあっても用いることができる。
【0075】
【発明の効果】
本発明は前述したように、ベルト部材を懸回張設する回転体の1つを複数の電極部材の共通電極とすることで、ベルト部材を2つの回転部材で支持することが可能となり、ユニットの構成部品点数の減少させて、装置本体全体の小型化、組立性の向上、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した電子写真方式のカラー画像形成装置の主縦断面説明図である。
【図2】本発明を実施した感光体ドラム、中間転写ベルト一体構成の画像形成ユニットの左側主縦断面説明図である。
【図3】図2の画像形成ユニットを右側か見た主縦断面説明図である。
【図4】図2の画像形成ユニットを上方から見た断面説明図である。
【図5】感光体ドラムを帯電させる帯電ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図6】一次転写ローラへのバイアス電圧供給経路を示す断面説明図である。
【図7】感光体ユニットと中間転写体ユニットを分割する際の高圧接点部の状況を示す説明図である。
【図8】中間転写体ユニットの説明図である。
【図9】感光体ユニットの説明図である。
【図10】画像形成ユニットを装置本体に着脱する状態を示す説明図である。
【図11】従来技術に係る画像形成装置の説明図である。
【符号の説明】
1 …感光体ドラム
2 …帯電ローラ
3 …露光手段
4 …現像装置
4Y,4M,4C,4BK …色現像器
5 …画像形成ユニット
5a …中間転写ベルト
5f …帯電ローラ
5j …一次転写ローラ
6 …クリーニングブレード
7a …転写材カセット
7b …給送ローラ
7c …搬送ローラ対
7d …レジストローラ対
8 …定着器
9 …排出ローラ対
10 …排出トレー
11 …二次転写ローラ
12 …搬送ベルトユニット
13 …後排出ローラ対
14 …レジ前センサ
15 …排出ガイド
16 …廃トナーボックス
17 …高圧電源基板
17a …位置決めボス
19 …ドラムシャッター
20 …感光体ドラムユニット
21 …中間転写ベルトユニット
23 …クリーニング帯電ローラ部
24 …カップリング
25 …軸受
26 …圧縮バネ
27 …スクイシート
28 …スクリュー
29 …感光体ドラムフレーム
40 …駆動ローラ
41 …従動ローラ
42 …カップリング
43 …軸受
44 …圧縮バネ
45 …中間転写体フレーム
46 …軸受
47 …圧縮バネ
51 …軸受
52 …圧縮バネ
60 …上蓋
61 …把手部
71 …突起部
72 …位置決め穴
72a …テーパー部
73 …爪
74 …ロック穴
201 …左側軸受
202 …左側回転支軸
203,204 …突起部
205 …右側軸受
206 …右側軸受
208 …左カバー
300 …感光体ドラム用ガイドレール
301 …中間転写体用ガイドレール
302 …支持部
303 …支持部
304 …溝
305,306,307 …ねじりコイルバネ
327 …圧縮バネ
401 …一次転写ローラ高圧接点板
401a …端部
401b …端部
401c …フック部
402 …帯電ローラ高圧接点板
402a …端部
402b …端部
402c …フック部
403 …クリーニング帯電ローラ高圧接点板
403a …端部
403b …端部
403c …フック部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming unit used in a copying machine or a printer using an electrophotographic system, and an image forming apparatus that forms an image on a transfer material using the image forming unit.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, an image is formed by transferring a toner image formed on a photosensitive drum, which is an image carrier, onto a transfer material. In a color image forming apparatus, the image is sequentially formed on a photosensitive drum. An image forming apparatus has been used in which each color toner image to be formed is superimposed and transferred onto an intermediate transfer member, and the color image is collectively transferred onto a transfer material. In this case, in order to make it easy to handle a member that is deteriorated or wears out of the photosensitive drum, a unit that is unitized and detachable from the apparatus main body is widely used.
[0003]
A color image forming apparatus using such an intermediate transfer member is disclosed in JP-A-8-137181, JP-A-10-301464, and JP-A-11-295998. Are configured so as to be detachable when the unit life is reached, or when jamming (paper jam) processing is performed.
[0004]
Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-137181 is configured such that the movable frame on the front side of the apparatus is opened by rotating downward on the front side of the apparatus, and the photosensitive unit and the intermediate transfer unit are respectively attached and detached from above. In Japanese Patent Laid-Open No. 10-301464, the photosensitive member unit and the intermediate transfer member unit are detachably attached to a movable body that can be pulled out horizontally on the front surface of the apparatus main body. In these two conventional examples, the unit is attached and detached in a direction parallel to the transfer material conveyance direction.
[0005]
On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 11-295998, the unit is slidably attached and detached in a direction perpendicular to the transfer material conveyance direction.
[0006]
In the above conventional example, the intermediate transfer member is an endless belt, and is suspended and stretched by three or more rollers. The intermediate transfer belt is a driving roller that rotationally drives the belt, and a tension that applies tension to the belt. It is composed of a roller and a secondary transfer counter roller facing the secondary transfer means.
[0007]
Further, the primary transfer unit facing the photosensitive drum with the photosensitive drum as the image carrier and the intermediate transfer belt interposed therebetween is positioned upstream of the intermediate transfer belt conveyance direction (so-called belt tension side) as viewed from the driving roller. is doing.
[0008]
Furthermore, the diameter of the roller as the suspension tension member is large and small.
[0009]
FIG. 11 is an explanatory diagram of a color image forming apparatus according to a conventional example using an intermediate transfer belt. In FIG. 11, an
[0010]
As shown in FIG. 11, the
[0011]
As shown in FIG. 11, the
[0012]
L1 where the primary transfer site exists is the upstream side of the intermediate transfer belt conveyance direction as seen from the rotation direction of the intermediate transfer
[0013]
This is an arrangement in consideration of the fact that the rotational transfer speed variation of the
[0014]
That is, the process of developing the electrostatic latent image formed on the
[0015]
Further, the circumferential length Lb of the
[0016]
In FIG. 11, if the diameter D1 of the
[0017]
The peripheral length Lb of the
[0018]
Further, the belt length from the primary transfer position B of the
[0019]
Considering the time for switching between the color toner developing devices, the pressure applied to the
[0020]
Further, the peripheral length Lr of the intermediate transfer
[0021]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional example described above has the following problems. That is, the part where the primary transfer is performed is located on the tension side on the
[0022]
However, the
[0023]
For this reason, the
[0024]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image forming unit that can be reduced in size and cost by reducing the number of parts and an image forming apparatus using the image forming unit.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a typical configuration according to the present invention is such that a toner image primarily transferred from an image carrier to an intermediate transfer belt at a primary transfer portion is secondarily transferred from an intermediate transfer belt to a transfer material at a secondary transfer portion. an image forming unit detachably mountable to an image forming apparatus main body for transferring an image bearing member for bearing a toner image, an intermediate transfer belt of endless toner image on said image bearing member is transferred, the intermediate transfer belt a plurality of rotary members for stretching a has a primary transfer member to form a primary transfer portion together with the image carrier via the intermediate transfer belt, one said intermediate transfer of the plurality of rotary members A driving roller for rotating the belt, wherein the primary transfer portion is formed downstream of the driving roller in the rotation direction of the intermediate transfer belt, and the image carrier and the intermediate transfer belt In the image forming unit detachably attached to the image forming apparatus main body, the intermediate transfer belt is stretched only by two rollers, a driven roller and a driven roller driven by the rotation of the intermediate transfer belt. The driving roller includes a secondary transfer member that contacts the outer surface of the intermediate transfer belt to form the secondary transfer portion, and an outer surface of the intermediate transfer belt for collecting toner remaining on the intermediate transfer belt And a cleaning roller that is in contact with each of the cleaning members that are in contact with each other via the intermediate transfer belt, and is grounded as a counter electrode for each of the secondary transfer member and the cleaning member, When the image forming unit is mounted on the main body of the image forming apparatus, the driving roller is disposed below the driven roller. Characterized in that that.
[0026]
In the above configuration, by using one of the rotating bodies that suspend and stretch the belt member as a common electrode of the plurality of electrode members, the belt member can be supported by the two rotating members. By reducing the number of components, it is possible to reduce the size of the entire apparatus body, improve assembly, and reduce costs.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an image forming unit and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional explanatory view showing a schematic configuration of a four-color full-color laser beam printer in the electrophotographic image forming apparatus A according to the first embodiment, and the right side of the figure is the front side of the apparatus.
[0029]
{Overall configuration of image forming apparatus}
In synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 5a as an endless belt member as an intermediate transfer member, the
[0030]
When the primary transfer of the yellow toner image is completed as described above, the next developing device rotates and is positioned at the development position facing the
[0031]
During this time, the secondary transfer roller 11 as the secondary transfer means is in a non-contact state with the intermediate transfer belt 5a. At this time, the charging
[0032]
After the four color toner images are formed on the intermediate transfer belt 5a, the secondary transfer roller 11 is pressed against the intermediate transfer belt 5a (the state shown in FIG. 1), and further conveyed in synchronization with the rotation of the intermediate transfer belt 5a. The transfer material which is conveyed from the transfer material cassette 7a by the feeding
[0033]
Here, immediately before the
[0034]
Further, the secondary transfer roller 11 functions as an electrode member. A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 11, and the toner image on the intermediate transfer belt 5a is collectively displayed. Secondary transfer is performed on the surface of the transferred transfer material S. At this time, the driving
[0035]
In this way, the transfer material S that has been secondarily transferred reaches the fixing
[0036]
On the other hand, the charging
[0037]
Further, when images are continuously formed on a plurality of transfer materials, the residual toner charged by the
[0038]
{Image forming unit}
Next, a detailed description will be given of the configuration of an image forming unit that is integrated with the photosensitive drum and the intermediate transfer belt that is attached to and detached from the image forming apparatus.
[0039]
FIG. 2 is an enlarged main longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the image forming unit of FIG. 1, and is a sectional view seen from the left side toward the front of the apparatus. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the image forming unit viewed from the right side toward the front of the apparatus. FIG. 4 is a cross-sectional view of the waste toner conveyance passage portion when FIG. 2 is viewed from above.
[0040]
2 to 4, in the
[0041]
(Photosensitive drum unit)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0042]
The charging
[0043]
Further, as shown in FIG. 5, the end portion of the
[0044]
Further, the
[0045]
Thereafter, the waste toner is conveyed to the right side surface (as viewed from the front side of the apparatus) of the
[0046]
(Intermediate transfer belt unit)
Next, the configuration of the intermediate
[0047]
The driving
[0048]
As shown in FIGS. 2 to 4, the driving
[0049]
The
[0050]
A
[0051]
At least one of the
[0052]
As shown in FIG. 6, a primary transfer roller high-
[0053]
As shown in FIG. 2, a cleaning charging
[0054]
The
[0055]
When the charging
[0056]
As shown in FIG. 1, in a state where the
[0057]
As shown in FIG. 4, the
[0058]
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, a charging roller high-
[0059]
In this way, the supply contact portion of each bias voltage from the image forming apparatus main body to (1) the charging
[0060]
{Unit configuration of image forming unit}
Next, the frame configuration of the
[0061]
As shown in FIGS. 2 and 3, the two units have
[0062]
Here, the
[0063]
3, the
[0064]
When connecting the separated
[0065]
At this time, the bias voltage supply path to the charging
[0066]
As described above, since the
[0067]
{Means for mounting the unit on the device body}
Next, a configuration for attaching and detaching the
[0068]
When the
[0069]
A photosensitive
[0070]
The photosensitive drum
[0071]
Eventually, the photosensitive drum
[0072]
In the
[0073]
Further, in the
[0074]
In the above-described embodiment, the color image forming apparatus that forms the color image by loading the
[0075]
【The invention's effect】
As described above, the present invention makes it possible to support the belt member with the two rotating members by using one of the rotating bodies that suspend and stretch the belt member as the common electrode of the plurality of electrode members. By reducing the number of component parts, it is possible to reduce the size of the entire apparatus body, improve assembly, and reduce costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a main longitudinal section of an electrophotographic color image forming apparatus embodying the present invention.
FIG. 2 is a left side main longitudinal cross-sectional explanatory view of an image forming unit integrally configured with a photosensitive drum and an intermediate transfer belt according to the present invention.
3 is a main longitudinal cross-sectional explanatory view of the image forming unit of FIG. 2 as viewed from the right side.
4 is a cross-sectional explanatory view of the image forming unit of FIG. 2 as viewed from above.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing a bias voltage supply path to a charging roller for charging a photosensitive drum.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a bias voltage supply path to the primary transfer roller.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a state of a high-voltage contact portion when a photoconductor unit and an intermediate transfer body unit are divided.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an intermediate transfer body unit.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a photoreceptor unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which the image forming unit is attached to and detached from the apparatus main body.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an image forming apparatus according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10… discharge tray
11… Secondary transfer roller
12… Conveyor belt unit
13… Rear discharge roller pair
14… Sensor before registration
15… discharge guide
16… Waste toner box
17… High-voltage power supply board
17a ... Positioning boss
19… Drum shutter
20… Photoreceptor drum unit
21 ... Intermediate transfer belt unit
23… Cleaning charging roller
24… Coupling
25… Bearing
26… Compression spring
27… Squish sheet
28 ... Screw
29… Photoreceptor drum frame
40… Drive roller
41… driven roller
42… Coupling
43… Bearing
44… Compression spring
45… Intermediate transfer member frame
46… Bearing
47… Compression spring
51… Bearings
52… Compression spring
60… Top lid
61 ... handle part
71… Projection
72… Positioning hole
72a ... Taper part
73 ... nail
74… Lock hole
201… Left side bearing
202… Left side pivot
203,204 ... Projection
205… Right side bearing
206… Right side bearing
208… Left cover
300… Guide rail for photosensitive drum
301… Guide rail for intermediate transfer member
302… Supporting part
303… Supporting part
304… groove
305, 306, 307 ... Torsion coil spring
327… Compression spring
401 ... Primary transfer roller high pressure contact plate
401a ... end
401b ... end
401c ... hook part
402… Charging roller high voltage contact plate
402a ... end
402b ... end
402c ... Hook part
403 ... Cleaning charging roller high voltage contact plate
403a ... end
403b ... end
403c ... hook part
Claims (4)
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体上のトナー像が転写されるエンドレスの中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを張架する複数の回転部材と、
前記中間転写ベルトを介して前記像担持体と共に一次転写部位を形成する一次転写部材と、を有し、
前記複数の回転部材の内の一つが前記中間転写ベルトを回転させるための駆動ローラであり、前記一次転写部位が前記駆動ローラに対して前記中間転写ベルトの回転方向における下流側に形成され、前記像担持体と前記中間転写ベルトが一体的に前記画像形成装置本体に着脱可能な画像形成ユニットにおいて、
前記中間転写ベルトは、前記駆動ローラと前記中間転写ベルトの回転に従動する従動ローラの二つのローラによってのみ張架されるものであり、
前記駆動ローラは、前記二次転写部位を形成するために前記中間転写ベルトの外面に当接する二次転写部材と前記中間転写ベルトに残留したトナーを回収するために前記中間転写ベルトの外面に当接するクリーニング部材との夫々に対して、前記中間転写ベルトを介して対向する対向ローラであり、且つ、前記二次転写部材と前記クリーニング部材との夫々に対する対向電極として接地されており、
前記画像形成ユニットを前記画像形成装置本体に装着した場合に、前記駆動ローラは前記従動ローラに対して下方に配置されることを特徴とする画像形成ユニット。 An image forming unit detachably mountable from the image bearing member in a primary transfer region in the image forming apparatus main body which transfers secondarily transfer material a toner image primarily transferred to the intermediate transfer belt from the intermediate transfer belt at the secondary transfer portion,
An image carrier for carrying a toner image;
An intermediate transfer belt of endless toner image on said image bearing member is transferred,
A plurality of rotating members that stretch the intermediate transfer belt ;
A primary transfer member that forms a primary transfer site together with the image carrier via the intermediate transfer belt ,
One of the plurality of rotating members is a driving roller for rotating the intermediate transfer belt, and the primary transfer portion is formed downstream of the driving roller in the rotation direction of the intermediate transfer belt, In the image forming unit in which the image carrier and the intermediate transfer belt can be integrally attached to and detached from the image forming apparatus main body,
The intermediate transfer belt is stretched only by two rollers, a driven roller and a driven roller driven by the rotation of the intermediate transfer belt,
The drive roller contacts the outer surface of the intermediate transfer belt to collect the secondary transfer member that contacts the outer surface of the intermediate transfer belt to form the secondary transfer portion and the toner remaining on the intermediate transfer belt. A counter roller facing each of the cleaning members in contact with each other via the intermediate transfer belt, and grounded as a counter electrode for each of the secondary transfer member and the cleaning member;
When the image forming unit is mounted on the main body of the image forming apparatus, the drive roller is disposed below the driven roller .
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