JP5169520B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート材を吸着搬送する搬送ベルトを用いた電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置には、シート材を吸着搬送する搬送ベルトを搭載したものが知られている。このような画像形成装置では、搬送ベルト上に吸着されたシート材を各色の転写部に順次搬送することで、シート材上にトナー像を転写することで、シート材に画像を形成するようになっている。このため、搬送ベルトが蛇行してしまうと、シート材上の正しい位置にトナー像を転写することを阻害してしまう。この搬送ベルトの蛇行を防止すべく、例えば図５に示すように、搬送ベルト１００における内周面の全周にわたってリブ１０２を設ける。さらに、搬送ベルト１００を張設する複数のローラ１０３の一端部には、リブ１０２が係合するフランジ１１０が設けられている。具体的には、フランジ１１０の外周面には、リブ１０２が係合する凹部１０４が全周にわたって形成されている。搬送ベルト１００の回転時にリブ１０２が凹部１０４に係合しているので、搬送ベルト１００の横方向の移動を規制し、蛇行を防止することができるようになっている。

また、搬送ベルト１００に対する蛇行力による当該ベルト１００の破損を防止すべく、凹部１０４の壁面１０５は、外方に向けて広がるテーパー状に形成されている。以下、蛇行力について図６を参照して具体的に説明する。搬送ベルト１００に水平方向の蛇行力Ｆ１が加わると、凹部１０４の壁面１０５にもリブ１０２を介して同様の力Ｆ２が付与されることになる。また、搬送ベルト１００には、常に張力Ｆ３がローラ１０３側に向けてかかっている。凹部１０４の壁面１０５では、力Ｆ２の分力ｆ２と、張力Ｆ３の分力ｆ３とが作用することになるが、分力ｆ３＞分力ｆ２の関係が維持されていると、その差分の力が復元力Ｆ４としてリブ１０２に加わることになり、これによって搬送ベルト１００の蛇行が抑えられる。そして、上記したように壁面１０５が外方に向けて広がる傾斜面であるので、リブ１０２に対して蛇行力Ｆ１や復元力Ｆ４が作用したとしても、その傾斜面上を移動するために、搬送ベルト１００の破損が防止される。

しかしながら、蛇行力が増加して分力ｆ３＜分力ｆ２の関係になってしまうと、リブ１０２は徐々に壁面１０５をせり上がり最終的に凹部１０４を乗り越えて、搬送ベルト１００が外れてしまうことになる。この場合、搬送ベルト１００の端部は局所的な伸びを生じたり、他の部分と接触することで破損してしまうおそれがある。

近年においては、搬送ベルトに対して所定の規制力を付与する専用のコロを搭載することによって、搬送ベルトのせり上がりを防止する画像形成装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−４５９５９号公報

ところで、他の電子機器と同様に画像形成装置においても小型化、製造コストの抑制が望まれているが、特許文献１記載の技術のように、所定の規制力を付与する専用のコロを搭載する場合、部品点数の増加や、それに伴う設置スペースの確保、組み立て工数の増加などに繋がってしまうのが実状である。

そこで、本発明の課題は、搬送ベルトに対して所定の規制力を付与する専用の部材を設けなくとも、蛇行力によって搬送ベルトが蛇行することやそれに伴って破損することを防止することである。

請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、
複数の張設ローラによって張設され、シート材を吸着搬送する環状の搬送ベルトと、
前記搬送ベルト上に載置されたシート材を帯電させることで、当該シート材を搬送ベルトに静電吸着させる吸着ローラとを備え、
前記搬送ベルトの内周面には、当該搬送ベルトの幅方向における少なくとも一端部に内側に向けて凸となるリブが形成されていて、
前記複数の張設ローラのうち、少なくとも１つの張設ローラの、前記搬送ベルトの前記リブと対応する側の端部には、前記リブと係合する凹部が外周面に形成されたフランジが設けられていて、
前記吸着ローラの回転軸方向の長さが、前記張設ローラの回転軸方向の長さと前記フランジの回転軸方向の長さとを加えた長さ以上であり、前記吸着ローラは、前記フランジが設けられた張設ローラのうち、１つの張設ローラと前記フランジとともに前記搬送ベルト及びリブを挟持するように当該１つの張設ローラと前記フランジとに対向するように配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、吸着ローラが、張設ローラとフランジとともに搬送ベルト及びリブを挟持するので、リブに対して凹部から離脱する方向への力が付与されたとしても、吸着ローラが搬送ベルト及びリブを押さえつけることになる。これにより、蛇行力によって搬送ベルトが蛇行することやそれに伴う破損を防止することが可能となる。また、吸着ローラは、静電吸着式の画像形成装置には一般的に搭載されているものである。つまり、従来のような搬送ベルトに所定の規制力を付与する専用の部材を設けなくとも、搬送ベルトの蛇行やそれに伴う破損を防止することができる。

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は、画像形成装置１の概略的な構成を示した概略構成図である。この画像形成装置１は、カラーページプリンタである。この画像形成装置１においては、従動ローラ１１、テンションローラ１２、駆動ローラ１３及び転写ローラ１４〜１７が筐体２に取り付けられている。従動ローラ１１が筐体２内の上方のやや後方に配置され、駆動ローラ１３が筐体２内の中間下方に配置され、テンションローラ１２が従動ローラ１１の下方で、駆動ローラ１３及び従動ローラ１１の間に配置されている。転写ローラ１４〜１７は従動ローラ１１と駆動ローラ１３との間において下から順に配列されている。そして、環状の搬送ベルト１８がこれらローラ１１〜１７に掛けられている。これらローラ１１〜１７が搬送ベルト１８を張設する本発明に係る張設ローラである。また、これらローラ１１〜１７は筐体２に対して回転可能に設けられている。

また、駆動ローラ１３の前方には、搬送ベルト１８を介して対向し、駆動ローラ１３に圧接された吸着ローラ３２が配置されている。吸着ローラ３２は、搬送ベルト１８上に載置されたシート材Ｓの表面をバイアス電圧による近接放電によって帯電させることで、当該シート材Ｓを搬送ベルト１８に静電吸着させるものである。

転写ローラ１７の前方には、感光ドラム２１が搬送ベルト１８を介して対向するように取り付けられている。この感光ドラム２１は筐体２に対して回転可能に設けられている。感光ドラム２１の周囲には、クリーナ部２２、帯電部２３、露光部２４及び現像部２５が取り付けられている。クリーナ部２２は、感光ドラム２１の周面に付着した残留トナーを感光ドラム２１から除去するものである。帯電部２３は、感光ドラム２１の周面を帯電させるものである。露光部２４は、感光ドラム２１の周面に潜像を形成するものである。現像部２５は、感光ドラム２１の周面にトナーを付着させ、潜像を現像するものである。ここで、現像部２５には、図示は省略するが、トナーを格納したトナー庫と、トナー庫の出口部分に配設された現像シリンダと、トナー庫内に配設されたローラとが備えられている。現像シリンダ及びローラはトナー庫に対して回転可能に設けられ、トナー庫が現像シリンダ及びローラとともに筐体２に対して着脱可能とされている。

転写ローラ１４〜１６のそれぞれの前方にも、感光ドラム２１、クリーナ部２２、帯電部２３、露光部２４及び現像部２５が設けられている。なお、転写ローラ１４の前方に配設された現像部２５のトナー庫内にはイエロー（Ｙ）のトナーが、転写ローラ１５の前方に配設された現像部２５のトナー庫内にはマゼンタ（Ｍ）のトナーが、転写ローラ１６の前方に配設された現像部２５のトナー庫内には、シアン（Ｃ）のトナーが、転写ローラ１７の前方に配設された現像部２５のトナー庫内には、ブラック（Ｋ）のトナーが、格納されている。なお、以下の説明において、転写ローラ１４の前方に設けられたモジュール（感光ドラム２１、クリーナ部２２、帯電部２３、露光部２４及び現像部２５を有する）をイエロー画像形成部２０Ｙという。また、転写ローラ１５の前方に設けられたモジュールをマゼンタ画像形成部２０Ｍといい、転写ローラ１６の前方に設けられたモジュールをシアン画像形成部２０Ｃといい、転写ローラ１７の前方に設けられたモジュールをブラック画像形成部２０Ｋという。

各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋでは、搬送ベルト１８が周回している時に、感光ドラム２１が回転し、帯電部２３によって感光ドラム２１の周面を帯電し、露光部２４によって感光ドラム２１の周面を露光することで感光ドラム２１の周面を部分的に除電し、感光ドラム２１の周面に潜像を形成するようになっている。また、現像シリンダが回転することで、現像シリンダの周面に付着したトナーが感光ドラム２１の周面に付着し、潜像が各色のトナー像として現像されるようになっている。そして、感光ドラム２１の周面に付着したトナー像は、搬送ベルト１８上のシート材Ｓに転写されることになる。

筐体２の内側であってその下部には、カセット３６が装着されている。カセット３６は筐体２に対してスライド可能に設けられ、これによりカセット３６が筐体２に対して着脱可能とされている。カセット３６には、シート材Ｓが収容されている。

カセット３６の上部であって駆動ローラ１３の下方には、供給ローラ３５が筐体２に取り付けられている。供給ローラ３５は回転可能に設けられている。また、供給ローラ３５は、カセット３６が筐体２に装着された場合に、積み重ねられたシート材Ｓのうち最上位のシート材Ｓに接するように構成されている。
供給ローラ３５の下方であって、カセット３６の前側上部には、最上位のシート材Ｓのみを供給するためのサバキ装置４４が設けられている。このサバキ装置４４と、供給ローラ３５との協働によって最上位のシート材Ｓのみがカセット３６から供給されるようになっている。
また、カセット３６の前方には、当該カセット３６から供給されたシート材Ｓを搬送ベルト１８及び吸着ローラ３２まで案内するガイド３１が設けられている。

筐体２の内側であって従動ローラ１１の後方には、搬送ベルト１８の外周面を清掃するための清掃装置３３が配置されている。
また、筐体２の内側であって従動ローラ１１の上方には、定着部３７が筐体２に取り付けられている。定着部３７は、搬送ベルト１８に搬送され、各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋによってトナー像が転写されたシート材Ｓに対して当該トナー像を定着させるものである。この定着部３７には、筐体２に対して回転可能に設けられるとともにヒータを内蔵した定着ローラ３８と、筐体２に対して回転可能に設けられ定着ローラ３８に圧接された圧接ローラ３９とが備えられている。

定着部３７の前方には、排出ローラ４０，４１が筐体２に取り付けられている。排出ローラ４０，４１は互いに圧接され、筐体２に対して回転可能に設けられている。筐体２の上面のうち、排出ローラ４０，４１の前側の部分が、シート材受け３となっている。

次に、搬送ベルト１８、駆動ローラ１３及び吸着ローラ３２について図２を参照して詳述する。図２は搬送ベルト１８、駆動ローラ１３及び吸着ローラ３２の位置関係を示す側面図である。図２に示すように、搬送ベルト１８の内周面には、当該搬送ベルト１８の幅方向における一端部に、内側に向けて凸となるリブ１８１が全周にわたって設けられている。リブ１８１は、軟質の樹脂やゴムなどで形成されている。搬送ベルト１８とリブ１８１とは強度上一体成形されていることが好ましい。

図３は、駆動ローラ１３の概略構成を示す斜視図である。図２，３に示すように、駆動ローラ１３における搬送ベルト１８のリブ１８１に対応する側の端部には、フランジ５０が設けられている。フランジ５０は、その外径が駆動ローラ１３の外径とほぼ同じである。また、フランジ５０の外周面には、リブ１８１に係合する凹部５１が全周にわたって形成されている。凹部５１の壁面５２，５３は、外側に向かって広がるテーパー状に形成されている。この壁面５２，５３は、垂直面に対して１０〜２０度の角度で傾斜している。

吸着ローラ３２は、図２に示すように搬送ベルト１８を介して駆動ローラ１３及びフランジ５０に対向するように配置されている。これにより、吸着ローラ３２は、駆動ローラ１３とフランジ５０とともに搬送ベルト１８及びリブ１８１を挟持することになる。なお、吸着ローラ３２は、搬送ベルト１８上にシート材Ｓを確実に吸着させるため、少なくともシート材Ｓが載置される搬送ベルト１８上の領域をカバーしている。つまり、駆動ローラ１３と、吸着ローラ３２との軸支位置が幅方向で同位置である場合には、吸着ローラ３２の長さは、駆動ローラ１３の長さとフランジ５０の長さとを加えた値以上であることが好ましい。

次に、本実施形態の作用について説明する。
供給ローラ３５が回転し、サバキ装置４４と協働することで、カセット３６内の最上位のシート材Ｓが搬出される。シート材Ｓはガイド３１を介して搬送ベルト１８及び吸着ローラ３２に搬送される。吸着ローラ３２は、シート材Ｓを帯電させて搬送ベルト１８上に吸着させる。

一方、駆動ローラ１３が回転されることで、搬送ベルト１８が周回する。搬送ベルト１８が周回している時に、ブラック画像形成部２０Ｋにおいては、感光ドラム２１が回転し、帯電部２３によって感光ドラム２１の周面が帯電され、露光部２４によって感光ドラム２１の周面が露光されることで感光ドラム２１の周面が部分的に除電され、これにより感光ドラム２１の周面に潜像が形成される。また、現像シリンダが回転することで、現像シリンダの周面に付着したトナーが感光ドラム２１の周面に付着し、潜像が黒色の像として現像される。感光ドラム２１の周面に現像されたイエローの像が搬送ベルト１８上のシート材Ｓに転写される。

同様に、マゼンタ画像形成部２０Ｍによってマゼンタの像が搬送ベルト１８上のシート材Ｓに転写され、シアン画像形成部２０Ｃによってシアンの像が搬送ベルト１８上のシート材Ｓに転写され、ブラック画像形成部２０Ｋによってイエローの像が搬送ベルト１８上のシート材Ｓに転写される。こうして、シート材Ｓにフルカラーのトナー像が転写される。

トナー像の転写されたシート材Ｓが定着部３７へ搬送され、シート材Ｓが定着ローラ３８と圧接ローラ３９との間を通過する。その際に、シート材Ｓが定着ローラ３８によって加熱され、シート材Ｓに付着したトナーがシート材Ｓに定着される。そのシート材Ｓが排出ローラ４０，４１の間に搬送されて、排出ローラ４０，４１によってシート材Ｓ受け３の上に排出される。

ここで、搬送ベルト１８及びリブ１８１は、フランジ５０、駆動ローラ１３及び吸着ローラ３２によって挟持されることになるので、搬送ベルト１８に蛇行力が加わったとしてもリブ１８１がフランジ５０を乗り越えることが防止される。
また、図４に示すように、搬送ベルト１８に蛇行力Ｆ１１が加わると、凹部５１の壁面５２にもリブ１８１を介して同様の力Ｆ１２が付与されることになる。また、リブ１８１には、常に張力Ｆ１３が駆動ローラ１３側に向けてかかっているだけでなく、吸着ローラ３２からの押圧力Ｆ１５も付与される。これにより凹部５１の壁面５２には、張力Ｆ１３の分力ｆ１３、押圧力Ｆ１５の分力ｆ１５及び力Ｆ１２の分力ｆ１２が作用することにある。分力ｆ１３＋分力Ｆ１５−分力ｆ１２の力が復元力Ｆ１４としてリブ１０２に加わるために、従来よりも分力ｆ１５だけ増加した復元力Ｆ１４によって搬送ベルト１８の蛇行が抑えられることになる。

以上のように、本実施形態によれば、吸着ローラ３２が、駆動ローラ１３とフランジ５０とともに搬送ベルト１８及びリブ１８１を挟持するので、リブ１８１に対して凹部５１から離脱する方向への力が付与されたとしても、吸着ローラ３２が搬送ベルト１８及びリブ１８１を押さえつけることになる。これにより、蛇行力によって搬送ベルト１８が蛇行することやそれに伴う破損を防止することが可能となる。また、吸着ローラ３２は、静電吸着式の画像形成装置には一般的に搭載されているものである。つまり、従来のような搬送ベルトに所定の規制力を付与する専用の部材を設けなくとも、搬送ベルト１８の蛇行やそれに伴う破損を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、搬送ベルト１８の幅方向における一端部に、リブ１８１が設けられている場合を例示して説明したが、搬送ベルト１８の両端部にリブが設けられていてもよい。この場合、両端部のリブのそれぞれに対応するように、駆動ローラ１３に凹部を形成しておくことが必要となる。これにより、搬送ベルト１８と駆動ローラ１３との係合位置が二箇所となり、搬送ベルト１８の蛇行をより防止することが可能となる。

また、本実施形態では、本発明の張設ローラの１つである、駆動ローラ１３にのみフランジ５０が設けられた場合を例示して説明したが、その他の張設ローラ（従動ローラ１１、テンションローラ１２、及び転写ローラ１４〜１７）に対してもフランジを設けてもよい。これにより、搬送ベルト１８に対する蛇行力が、複数のフランジに分散されることになるので、搬送ベルト１８の蛇行をより防止することが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略的な構成を示した概略構成図である。 本実施形態に係る搬送ベルト、駆動ローラ及び吸着ローラの位置関係を示す側面図である。 図２の駆動ローラの概略構成を示す斜視図である。 図２の搬送ベルト、リブ及びフランジに作用する蛇行力及びそれに基づく各力を示す説明図である。 従来の画像形成装置に備わる搬送ベルト、駆動ローラの位置関係を示す側面図である。 図５の搬送ベルト、リブ及びフランジに作用する蛇行力及びそれに基づく各力を示す説明図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 筐体
１１ 従動ローラ（張設ローラ）
１２ テンションローラ（張設ローラ）
１３ 駆動ローラ（張設ローラ）
１４〜１７ 転写ローラ（張設ローラ）
１８ 搬送ベルト
２０Ｃ シアン画像形成部
２０Ｋ ブラック画像形成部
２０Ｍ マゼンタ画像形成部
２０Ｙ イエロー画像形成部
３２ 吸着ローラ
３７ 定着部
５０ フランジ
５１ 凹部
５２，５３ 壁面
Ｓ シート材

Claims (1)

1. 複数の張設ローラによって張設され、シート材を吸着搬送する環状の搬送ベルトと、
   前記搬送ベルト上に載置されたシート材を帯電させることで、当該シート材を搬送ベルトに静電吸着させる吸着ローラとを備え、
   前記搬送ベルトの内周面には、当該搬送ベルトの幅方向における少なくとも一端部に内側に向けて凸となるリブが形成されていて、
   前記複数の張設ローラのうち、少なくとも１つの張設ローラの、前記搬送ベルトの前記リブと対応する側の端部には、前記リブと係合する凹部が外周面に形成されたフランジが設けられていて、
   前記吸着ローラの回転軸方向の長さが、前記張設ローラの回転軸方向の長さと前記フランジの回転軸方向の長さとを加えた長さ以上であり、前記吸着ローラは、前記フランジが設けられた張設ローラのうち、１つの張設ローラと前記フランジとともに前記搬送ベルト及びリブを挟持するように当該１つの張設ローラと前記フランジとに対向するように配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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