JP5078664B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いて記録材に画像を形成する画像形成装置に関し、特に複数の張架手段に張架されたベルトを有するベルトユニットが着脱可能な画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式の画像形成装置においては、感光ドラム上のトナー像を、複数の張架ローラに張架されたベルト（もしくはベルト上の記録材）に対して静電的に転写する構成が知られている。このような画像形成装置においては、前記ベルトや複数の張架ローラを１つのベルトユニットとして、画像形成装置本体に対して着脱可能とした構成が知られている。

前記ベルトユニットを装置本体に対して位置決めする構成は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１では、ベルトの感光ドラムに対向する面を張架する２つの張架ローラを装置本体フレームの位置決め部に直接押し付けて係合することで位置決めを行っている。

その際、前記２つの張架ローラのうちの一方を、前記装置本体フレームの係合部に対してガタを持たせることにより、ベルトユニットの前記２つの張架ローラの軸間距離と装置本体フレームの位置決め部が干渉することはない。これにより、２つの張架ローラの軸間距離は装置本体フレームの位置決め部によって決まるため、前記２つの張架ローラ間のアライメントの誤差を最小にすることができる。

特開２００１−１３９１７６号公報

しかしながら、上記従来例では、ベルトユニットの交換時に前記２つの張架ローラにより前記ベルトに張力が付与されている。このため、ベルトユニットの交換時に、前記張力に抗して前記２つの張架ローラの軸間を縮めながら、前記張架ローラを装置本体フレームの位置決め部に係合させなければならず、ベルトユニットの交換時の操作性が低下してしまう。更に軸間が縮められた２つの張架ローラを装置本体フレームの位置決め部に係合させる際に、前記２つの張架ローラが前記張力により前記位置決め部と擦れて削れてしまうおそれがある。

そこで本発明の目的は、ベルトユニット交換時の操作性を向上させるとともに、ベルトユニット交換時の張架ローラの削れを防止することである。

上記目的を達成するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体を保持する装置本体フレームと、前記装置本体フレームに設けられた複数の位置決め部と、前記複数の位置決め部に係合して装置本体に位置決め装着される着脱可能なベルトユニットと、を有し、前記ベルトユニットは、前記像担持体のトナー像を記録材へ転写するための回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトの内面を張架する第１及び第２の張架手段と、前記ベルトを張架し、前記ベルトに張力を付与する第３の張架手段と、前記第１、第２、第３の張架手段を保持する複数のベルトフレームと、を有する画像形成装置であって、前記第３の張架手段は前記ベルトに張力を付与する第１の位置と前記ベルトの張力が付与された状態を解除する第２の位置とに移動可能であり、前記複数のベルトフレームは、前記ベルトの回転方向と直交する長手方向の少なくとも一端側に、前記第１の張架部材を保持する第１の保持部を備える第１のベルトフレームと前記第２の張架手段を保持する第２の保持部を備える第２のベルトフレームと、を有し、前記第１のベルトフレームと前記第２のベルトフレームは互いに移動可能であり、前記第３の張架手段が前記第２の位置にある状態で前記第１の保持部と前記第２の保持部を互いに独立して対応する前記位置決め部に係合させ、前記第３の張架手段は、前記第１の保持部と前記第２の保持部が対応する前記複数の位置決め部に位置決めされた状態で前記第２の位置から前記第１の位置に移動されることを特徴とする。

本発明によれば、ベルトに対する張力の付与を解除した状態のベルトユニットを画像形成装置本体に位置決め装着するため、ベルトユニットの交換が容易に行え、その操作性が向上する。また張架手段を位置決め部に係合させてからベルトに張力を付与するため、張架手段が位置決め部に擦れて削れることもない。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
図１〜図９を用いて、画像形成装置について詳しく説明する。ここでは、画像形成装置として、レーザービームプリンタを例示している。また、感光ドラム上の各色のトナー像をベルトに順次転写した後、ベルト上のトナー像を記録材に一括転写する画像形成装置を例示している。

まず図１及び図２を用いて、画像形成装置であるレーザービームプリンタの全体的構成及び機能について説明する。図１は画像形成装置の外観斜視図である。図２は画像形成装置の概略断面図である。

給送トレイ１０２内に積載収納された記録材Ｓは、図中反時計回り方向に回転する給送ローラ１０３により給送され、搬送ローラ１０４に送られ、ベルト内ローラ１０５と転写ローラ１０６のニップ部へ送られる。

画像形成部を構成する像担持体としての感光ドラム１１１，１１２，１１３，１１４は図中反時計回り方向に回転する。各画像形成部では、各感光ドラムの外周面に、レーザースキャナ１２０からのレーザー光により静電潜像が順次形成され、続いてその静電潜像が現像ローラで現像され、トナー像が形成される。

感光ドラム１１１，１１２，１１３，１１４に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１３０に転写される。カラー画像を形成する場合は、感光ドラム１１１，１１２，１１３，１１４にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色がトナー像が現像され、それぞれに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１３０に順次転写される。

次に中間転写ベルト１３０に形成されたトナー像は、ベルト内ローラ１０５と転写ローラ１０６のニップ部に送られた記録材Ｓに一括転写される。

更にトナー像が転写された記録材Ｓは、定着フィルム１０７と加圧ローラ１０８のニップ部へ送られ、ここで加熱及び加圧されてトナー像が記録材Ｓに定着される。

トナー像が定着された記録材Ｓは、排出ローラ１０９と排出コロ１１０により排出される。

なお、感光ドラム１１１，１１２，１１３，１１４は、これに作用するプロセス手段と一体となったプロセスカートリッジＣ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１１３，Ｃ１１４として、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けられている。プロセスカートリッジとは、像担持体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。

次に図３〜図５を用いて、プロセスカートリッジの交換方法の概要について説明する。図３はカートリッジドアが開放された画像形成装置の概略断面図である。図４はプロセスカートリッジの交換を説明する画像形成装置の斜視図である。図５はベルトユニットの交換を説明する画像形成装置の概略斜視図である。

ここで例示している画像形成装置において、カートリッジの交換は、ユーザビリティ向上のためにカートリッジを引き出しトレイに乗せ、フロントアクセスにより交換する方式である。すなわち、画像形成装置の前面側には、装置本体内へカートリッジを挿入させるために、及び、装置本体からカートリッジを取り出すために、カートリッジを通過させる開口部を設けるためのカートリッジドア１４０が開閉可能に設けてある。ここでは、カートリッジドア１４０はドア下辺側の横軸１４１を中心に装置本体に対して開閉回動可能である。

また、図４に示すように、プロセスカートリッジＣ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１１３，Ｃ１１４は、装置本体に挿入し又は装置本体から引き出すカートリッジトレイ１４４に対して、着脱可能に装着される。このカートリッジトレイ１４４は、装置本体フレームを構成する装置本体の左右フレームに設けられた一対のトレイ保持部材１４３（図５参照）によって、前後方向に水平にスライド移動可能に保持されている。ここで、前方向とは、トレイ１４４を装置本体から引き出す方向であり、後方向とはトレイ１４４を装置本体に挿入する方向である。このトレイ保持部材１４３は、カートリッジドア１４０の開き回動に連動して、前方向と上方に所定量移動する。このトレイ保持部材１４３の位置移動により、カートリッジトレイ１４４も上方に移動し、感光ドラム１１１〜１１４が中間転写ベルト１３０より浮き上がり、カートリッジトレイ１４４は装置本体より引き出し可能の状態となる。

図４に示すように、カートリッジトレイ１４４を装置本体１０１より引き出すと、各プロセスカートリッジの上面が開放され、各プロセスカートリッジＣ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１１３，Ｃ１１４が矢印方向に取り外し可能になる。また、プロセスカートリッジＣ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１１３，Ｃ１１４を装置本体１０１に装着する際は、逆の手順をとる。

次にベルトユニット１２５の着脱方法について図５を用いて説明する。まず図５に示すベルトユニット１２５の構成について、図２を用いて説明する。ベルトユニット１２５は、各感光ドラムのトナー像を記録材へ転写するための中間転写ベルト１３０を有している。またベルトユニット１２５は、前記ベルト１３０の感光ドラムに対向する面を張架する第１の張架手段としてのベルト内ローラ１０５及び第２の張架手段としての駆動ローラ１２１を有している。更にベルトユニット１２５は、前記ベルト１３０を張架し前記ベルト１３０に張力を付与する第３の張架手段としてのテンションローラ１２２を有している。前記ローラ１０５，１２１，１２２はベルトフレーム１２４によって保持されている。ベルトフレーム１２４は第１のフレームであるベルトユニットフレーム１２４ａと第２のフレームであるベルトユニットフレーム１２４ｂを有している。これらは、装置本体１０１に着脱可能なベルトユニット１２５として、一体的にユニット化されている。

前記ベルトユニット１２５は、装置本体の左右フレームとともに装置本体フレームを構成するフレーム１２６に設けられた位置決め部１２６ａ，１２６ｂに係合することにより、装置本体１０１に位置決めされる。ベルトユニット１２５を交換する際はカートリッジドア１４０を開き、カートリッジトレイ１４４を図４に示すように画像形成装置本体１０１から取り出した状態で行う。カートリッジトレイ１４４を取り出した後、ベルトユニット１２５の手前側を図５に示す矢印方向に持ち上げ、フレーム１２６の位置決め部１２６ａ，１２６ｂから外すことにより、ベルトユニット１２５を装置本体１０１から前方に取り出すことができる。

次にベルトユニット１２５の位置決め構成について図６及び図７を用いて説明する。図６はベルトユニットと装置本体フレームの位置決め部との関係を示す概略斜視図である。図７はベルトユニットの側面図である。

ベルトユニット１２５の感光ドラムに対向する面を張架するベルト内ローラ１０５と駆動ローラ１２１の軸受部１０５ａ，１２１ａを装置本体フレーム１２６の位置決め部１２６ａ，１２６ｂに係合させることで位置決めされる。その際、ベルト内ローラ１０５はベルトユニットフレーム１２４ａに支持され、駆動ローラ１２１はベルトユニットフレーム１２４ｂに支持されている。ベルトフレーム１２４を構成するベルトユニットフレーム１２４ａ，１２４ｂは、ベルトを張架する方向（図７の左右方向）に移動可能になっている。ここでは、ベルトユニットフレーム１２４ａ，１２４ｂは、一方のベルトユニットフレームに対し、他方のベルトユニットフレームが移動可能な構成となっている。このベルトフレーム１２４は、ベルトユニット１２５の組み立て時に各ローラを保持するフレーム１２４ａ，１２４ｂが位置決め工具（不図示）により位置決め固定される。これにより、ベルト内ローラ１０５と駆動ローラ１２１の軸受部１０５ａ，１２１ａを装置本体フレーム１２６の位置決め部１２６ａ，１２６ｂに係合する際、容易に行うことができる。またベルト内ローラ１０５と駆動ローラ１２１の精度を確保できるため、安定したベルト走行が可能となる。

また、ベルトユニットフレーム１２４ａ，１２４ｂに、中間転写ベルト１３０に残った残余トナーを除去するクリーニング部１２７と中間転写ベルト１３０のトナー像を検知する検知部１２８をそれぞれ位置決め固定している。これにより、各ローラ１０５，１２１とクリーニング部１２７、検知部１２８の位置関係を保ったまま、各ローラ１０５，１２１の精度を確保できる。

次に中間転写ベルト１３０の圧解除構成について図７〜図９を用いて説明する。

図８に示すように、圧解除部材１２９は、テンションローラ１２２を、中間転写ベルト１３０に張力を付与する第１の位置から張力の付与を解除する第２の位置へ移動させる圧解除手段である。この圧解除部材１２９は、ベルトユニットフレーム１２４ｂに移動可能に設けられている。この圧解除部材１２９を図８に示す矢印方向に移動させることで、第３の張架手段であるテンションローラ１２２が前記第１の位置から第２の位置へ移動され、該ローラ１２２によるベルト１３０への張力の付与が解除される。この状態で、ベルト内ローラ１０５と駆動ローラ１２１の軸受部１０５ａ，１２１ａを装置本体フレーム１２６の位置決め部１２６ａ，１２６ｂに係合させることで位置決めされる。これにより、ベルトユニット１２５を装置本体フレーム１２６の位置決め部１２６ａ，１２６ｂに位置決め装着することが容易となり、また装着時に軸受部の削れ等が発生することも防止することができる。装置本体にベルトユニット１２５を装着した後に圧解除部材１２９を図８に示す矢印方向とは反対方向に移動させることで、テンションローラ１２２が前記第２の位置から第１の位置へ移動され、該ローラ１２２によって中間転写ベルト１３０に張力が付与される。

なお、圧解除部材１２９の移動は、手動で行っても、自動で行っても良い。手動で行う場合は、図８を用いて上述したように、圧解除部材１２９を図８に示す位置へ移動させることで、テンションローラ１２２による中間転写ベルト１３０への張力の付与が解除される。圧解除部材１２９を図８に示す矢印方向とは反対方向へ移動させることで、テンションローラ１２２から中間転写ベルト１３０に張力が付与される。

一方、自動で行う場合は、図９に示す圧解除手段としての圧解除機構１３１により行う。圧解除機構１３１は、圧解除ギア１３１ａに装置本体からの駆動力が伝達されて自動的に駆動する。圧解除ギア１３１ａに伝達された駆動力は、圧解除ギア１３１ｂ、圧解除ギア１３１ｃ、圧解除ギア１３１ｄに伝達される。圧解除ギア１３１ｄにはカム（不図示）が設けられており、前記駆動力の伝達により前記カムがスライド部材１３１ｅを図９の矢印方向に移動させる。これにより、アーム部材１３１ｆが矢印方向に押されて、テンションローラ１２２を保持する保持部材１３１ｇが回動し、テンションローラ１２２が前記ベルトへの張力の付与を解除する第２の位置へ移動する。このように自動で張力の付与解除が行えるので、装置本体に装着した際にテンションを付与する手間がなく、またベルトユニット１２５を取り出す際にも自動で圧解除することができる。このため、ベルトユニットを更に容易に交換することができ、高いユーザビリティ性を実現することができる。

上述したように、中間転写ベルト１３０に対する張力の付与を解除した状態のベルトユニット１２５を画像形成装置本体１０１に位置決め装着するため、ベルトユニット１２５の交換が容易に行え、その操作性が向上する。また前記ベルト１３０の感光ドラムに対向する面を張架するローラ１０５，１２１の軸受部１０５ａ，１２１ａを装置本体の位置決め部１２６ａ，１２６ｂに係合させてから前記ベルト１３０に張力を付与する。このため、前記ローラ１０５，１２１の軸受部１０５ａ，１２１ａが位置決め部１２６ａ，１２６ｂに擦れて削れることもない。

〔第２実施形態〕
次に、図１０及び図１１を参照して、第２実施形態に係るベルトユニットの位置決め構成について説明する。図１０は第２実施形態に係るベルトユニットの概略斜視図である。図１１は第２実施形態に係るベルトユニットの要部斜視図である。

なお、以下に説明するベルトユニットの構成以外は、前述した実施形態とほぼ同一であるため、同等の機能を有する部材には同一の一符号を付して説明を省略する。

ベルトユニット１２５は、ベルトユニットフレーム１２４ａ，１２４ｂにそれぞれ支持されたローラ１０５，１２１のアライメント（精度）を位置決め工具１３２により位置決めした状態で図１０の矢印部にビス固定する。これにより、ベルトの感光ドラムに対向する面を張架するローラ１０５，１２１の精度を確保することができる。この際、装置本体フレームの位置決め部とベルトユニット１２５の感光ドラムに対向する面を張架するローラ１０５，１２１は干渉をさけるため、一方の軸受部のみを前記位置決め部に係合すればよい。

また、前記ベルトフレーム１２４は、前記ベルトユニットフレーム１２４ａ，１２４ｂを固定する第３のフレームである中央フレーム１３３を有している。前記各ローラ１０５，１２１を保持しているベルトフレーム１２４ａ，１２４ｂは、前記中央フレーム１３３にビス固定を行う。その際、フレーム１２４ａ，１２４ｂのいずれか一方を中央フレーム１３３に対して移動可能にすることで、位置決め工具１３２での調整が可能となる。ここではフレーム１２４ｂが中央フレーム１３３に対して移動可能な構成を例示している。移動可能なフレーム１２４ｂを中央フレーム１３３に対してビスで固定するだけでは、中間転写ベルト１３０のテンションにより調整固定したアライメントがずれてしまう可能性がある。そこで、中央フレーム１３３のビス止め部１３３ａに接着部材（接着剤）又は粘着部材（両面テープ等）を設け、これをフレーム１２４ｂと中央フレーム１３３で挟んだ状態でビス固定する。これにより、ベルトのテンションによるずれを防止することができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、感光ドラム等により構成される画像形成部を４つ使用した画像形成装置を例示しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施形態において、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジは、感光ドラムと、該感光ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するものを例示した。しかしながら、これに限定されるものではなく、感光ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の張架手段により張架されたベルトを有するベルトユニットが着脱可能な画像形成装置であれば、その他の画像形成装置であっても良い。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。或いは、前記ベルトとして記録材担持体を使用し、該記録材担持体に記録材を静電的に吸着させ、該記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

画像形成装置の外観斜視図である。 画像形成装置の概略断面図である。 ドアが開放された画像形成装置の概略断面図である。 プロセスカートリッジの交換を説明する画像形成装置の斜視図である。 ベルトユニットの交換を説明する画像形成装置の斜視図である。 第１実施形態に係るベルトユニットと装置本体の位置決め部との関係を示す斜視図である。 第１実施形態に係るベルトユニットの側面図である。 第１実施形態に係るベルトユニットの要部拡大斜視図である。 第１実施形態に係るベルトユニットの圧解除機構を示す概略図である。 第２実施形態に係るベルトユニットと装置本体の位置決め部との関係を示す斜視図である。 第２実施形態に係るベルトユニットの要部拡大斜視図である。

符号の説明

Ｃ１１１，Ｃ１１２，Ｃ１１３，Ｃ１１４ …プロセスカートリッジ
Ｓ …記録材
１０１ …画像形成装置本体
１０５ …ベルト内ローラ
１０５ａ，１２１ａ …軸受部
１０６ …転写ローラ
１１１，１１２，１１３，１１４ …感光ドラム
１２１ …駆動ローラ
１２２ …テンションローラ
１２４ …ベルトフレーム
１２４ａ，１２４ｂ …ベルトユニットフレーム
１２５ …ベルトユニット
１２６ …フレーム
１２６ａ，１２６ｂ …位置決め部
１２７ …クリーニング部
１２８ …検知部
１２９ …圧解除部材
１３０ …中間転写ベルト
１３１ …圧解除機構
１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３１ｄ …圧解除ギア
１３１ｅ …スライド部材
１３１ｆ …アーム部材
１３１ｇ …保持部材
１３２ …位置決め工具
１３３ …中央フレーム
１３３ａ …ビス止め部
１４０ …カートリッジドア
１４３ …トレイ保持部材
１４４ …カートリッジトレイ

Claims (5)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体を保持する装置本体フレームと、前記装置本体フレームに設けられた複数の位置決め部と、前記複数の位置決め部に係合して装置本体に位置決め装着される着脱可能なベルトユニットと、を有し、前記ベルトユニットは、前記像担持体のトナー像を記録材へ転写するための回転可能な無端状のベルトと、前記ベルトの内面を張架する第１及び第２の張架手段と、前記ベルトを張架し、前記ベルトに張力を付与する第３の張架手段と、前記第１、第２、第３の張架手段を保持する複数のベルトフレームと、を有する画像形成装置であって、
   前記第３の張架手段は前記ベルトに張力を付与する第１の位置と前記ベルトの張力が付与された状態を解除する第２の位置とに移動可能であり、
   前記複数のベルトフレームは、前記ベルトの回転方向と直交する長手方向の少なくとも一端側に、前記第１の張架部材を保持する第１の保持部を備える第１のベルトフレームと前記第２の張架手段を保持する第２の保持部を備える第２のベルトフレームと、を有し、前記第１のベルトフレームと前記第２のベルトフレームは互いに移動可能であり、前記第３の張架手段が前記第２の位置にある状態で前記第１の保持部と前記第２の保持部を互いに独立して対応する前記位置決め部に係合させ、前記第３の張架手段は、前記第１の保持部と前記第２の保持部が対応する前記複数の位置決め部に位置決めされた状態で前記第２の位置から前記第１の位置に移動されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルトユニットは、前記第３の張架手段の位置を第１の位置から第２の位置に移動させ、前記第３の張架手段の位置を第２の位置に規制する圧解除部材を有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. 前記圧解除部材は、前記装置本体から動力が伝達されることで前記第１の位置と前記第２の位置に移動することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体のトナー像は前記ベルトへ転写され、前記ベルトのトナー像は記録材へ転写されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記ベルトが記録材を担持し、前記像担持体のトナー像が前記ベルトに担持された記録材へ転写されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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