JP5245704B2 - イメージングユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明はイメージングユニットおよび画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像が形成される感光体を含むユニット、感光体に現像剤を供給してトナー画像を現像するユニット、および、感光体からトナー画像が転写される中間転写ベルトを張架した状態に保持するユニット、中間転写ベルトから記録紙にトナー画像を２次転写するユニット、記録紙を加熱してトナー画像を定着させるユニット等を、それぞれ、着脱可能に保持し、画像形成装置をユニット毎に交換やメンテナンスできるようにしたものが多い。

このような画像形成装置では、感光体から中間転写ベルトにトナー像が確実に安定して転写されるように、中間転写ベルトは感光体にある程度巻き付けて圧接する必要がある。このために、従来の画像形成装置では、特許文献１に示すように、１次転写ローラの前後に中間転写ベルトを感光体に押し付けるローラを設けている。また、特許文献２や特許文献３では、中間転写ベルトの内側に接触する２つの転写ローラ間に張架された中間転写ベルトを感光体に接触させている。

しかし、前記従来の画像形成装置では、中間転写ベルトを感光体に部分的に巻き付けるのに２つのローラが必要であり、構造が複雑になり、圧接力や接触範囲の調整が困難であるという問題があった。

近年、画像形成装置の小型化に伴い、各ユニットを構成する部品点数を削減する一方で、機能と強度を確保する必要が生じている。
特開２００６−１８０２１号公報 特開２０００−３５６８８５号公報 特開２００１−３５０３９２号公報

そこで、本発明は、簡単な構成で感光体への中間転写ベルトの巻付け量を確保することができるイメージングユニットおよび画像形成装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、第１の手段によるイメージングユニットは、
表面に画像が形成される感光体を回転可能に保持する感光体フレームと、
前記感光体から画像が転写される中間転写ベルト、及び、前記中間転写ベルトを張架する少なくとも２つの張架ローラを回転可能に保持する中間転写フレームとを接続したイメージングユニットにおいて、
前記感光体フレームに、前記中間転写ベルトの内側に当接し、前記感光体に対向する１次転写ローラを設け、
前記１次転写ローラを、前記中間転写ベルトと前記感光体との接点よりも前記中間転写ベルトの進行方向下流側に配置し、前記１次転写ローラにより前記中間転写ベルトを前記感光体側に押し付けて前記中間転写ベルトを部分的に感光体に巻き付けたものである。

第２の手段では、前記中間転写フレームを、前記感光体フレームと互いに揺動可能に接続した。

具体的には、前記感光体フレームと前記中間転写フレームの少なくともいずれかに長穴を設け、他方に前記長穴に嵌入する突起を設ける。また、前記長穴は、前記中間転写フレームの前記２つの張架ローラのいずれかの軸を中心とする円弧上にする。

第１の手段からなる発明によれば、１つの感光体フレームに感光体と１次転写ローラを配置できるため、両者間の距離の精度の確保が容易になる。中間転写ベルトと感光体との接点よりも下流側に１つの１次転写ローラを配置しただけの構成であるため、構成が簡単である。中間転写ベルトを感光体に巻き付けるために２つのローラを設けた従来のイメージングユニットよりも、部品点数が減少し、装置が小型化する。また、１つの１次転写ローラを感光体側に押し付けるだけで、中間転写ベルトの巻付け量を確保することができる。転写電流を印加する１次転写ローラから巻付け部までの距離の精度を確保できるため、転写領域が安定し、良好な転写性を維持することができる。

第２の手段からなる発明によれば、中間転写フレームと感光体フレームが一体に構成され、しかも中間転写フレームと感光体フレームが互いに揺動可能であるので、装着時には感光体フレームと中間転写フレームを独立して本体に固定することができ、イメージングユニットを安定した状態に確実に装着することができ、また離脱時には中間転写フレームが感光体フレームに対して移動可能な状態になり、スムーズに取り出すことができることになり、イメージングユニットの着脱時の操作性が向上する。さらに、感光体フレーム１４と中間転写フレーム８がそれぞれ個別に固定できるので、ユニット全体のねじれを防止することができる。

これより、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の１つの実施形態の画像形成装置１を示す。画像形成装置１は、本体２の内部に、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナーを供給する現像器３を環状に保持する現像ロータリユニット４と、表面に静電潜像を形成できる回転可能な感光体５、感光体５を帯電させる帯電器６、１次転写ローラ７および１次転写ローラ７によって感光体５に形成した画像が転写される中間転写ベルト８を保持するイメージングユニット９と、感光体５を露光する露光ユニット１０と、２転写ローラ１１と、定着ユニット１２と、給紙ユニット１３とを備える。

イメージングユニット９は、感光体５、帯電器６および１次転写ローラ７を保持する感光体フレーム１４と、中間転写ベルト８を張架した張架ローラ１５，１６およびテンションローラ１７を保持する中間転写フレーム１８とからなる。感光体５は、中間転写ベルト８の外側に位置し、１次転写ローラ７は、中間転写ベルト８の内側に当接し、中間転写ベルト８を介して感光体５と１次転写ローラ７とが対向するように保持されている。このように、同一の１つの感光体フレーム１４に１次転写ローラ７と感光体５が設けられているため、両者間の距離の精度を容易に確保することができる。

また、イメージングユニット９は、本体２の蓋１９を開放して画像形成装置１に着脱できるようになっており、装着状態で、張架ローラ１５が中間転写ベルト８を介して２転写ローラ１１に圧接されるようになっている。

図２に詳しく示すように、中間転写フレーム１８は、長穴２０，２１が形成されている。長穴２０には、感光体フレーム１４から突出した感光体５の回転軸の端部である揺動ボス２２が係合し、長穴２１には、感光体フレーム１４に突設した揺動ボス２３が係合している。感光体フレーム１４と中間転写フレーム１８とは、長穴２０，２１に沿って揺動ボス２２，２３が移動可能な範囲で、互いに揺動することができる。このため、後述するように、イメージングユニットの着脱時の操作性が向上する。また、感光体フレーム１４と中間転写フレーム８が揺動できない構造であれば、ユニットを保持（位置決め）する点が多くなり、着脱時にどこかに集中的に負荷がかかり、ユニット全体が歪み、中間転写ベルト８がねじれて蛇行する問題があるが、本実施例では、感光体フレーム１４と中間転写フレーム８が揺動可能であり、それぞれ個別に固定できるので、ユニット全体のねじれを防止することができる。

感光体フレーム１４と中間転写フレーム１８との揺動範囲において、１次転写ローラ７は、張架ローラ１５，１６の間に完全に入り込むことなく、中間転写ベルト８を張架ローラ１５，１６の接線の外側に引き出すように位置する。

また、感光体フレーム１４には、回転止めボス２４が突設されており、中間転写フレーム１８は、張架ローラ１５，１６の回転軸が突出してなる回転止めボス２５および位置決めボス２６を有する。

１次転写ローラ７は、感光体５に対して片側、すなわち、中間転写ベルト８の進行方向ａの下流側のみに設けられている。１次転写ローラ以外に感光体に当接する部材は存在しない。具体的には、図３に示すように、感光体５に対して中間転写ベルト８の進行方向ａの上流側の中間転写ベルト８と感光体５との接点Ｓよりも中間転写ベルト８の進行方向ａの下流側に配置されている。そして、１次転写ローラ７は、中間転写ベルト８を感光体５側に押し付けて中間転写ベルト８を部分的に感光体５に巻き付けて、所定の範囲の巻付け部８ａを設けている。巻付け部８ａの弧長は０．５６〜１．１７ｍｍの範囲が好ましく、実施例では弧長約０．９４ｍｍ（角度約３．５９°）とした。

このように、中間転写ベルト８と感光体５との接点Ｓよりも下流側に１つの１次転写ローラ７を配置しただけの構成であるため、構成が簡単であり、部品点数が減少し、装置が小型化する。また、１つの１次転写ローラ７を感光体５側に押し付けるだけで、中間転写ベルト８の巻付け量を確保することができる。転写電流を印加する１次転写ローラ８からかん巻付け部８ａまでの距離の精度を確保できるため、転写領域が安定し、良好な転写性を維持することができる。

また、１次転写ローラ７は、図４に示すように、該一次転写ローラ７の少なくとも一端の軸部７ａに断面Ｄ字形の固定部７ｂが設けられ、該固定部７ｂを感光体フレーム１４の軸孔１４ａに係合させ、Ｅリング７ｃで抜け止めすることで回転不能に固定されている。この１次転写ローラ７の固定構造は非常に簡素であり、特別な固定装置が不要で、部品点数を増加させることなく、組立性が向上する。

１次転写ローラ７は、回転不能に固定されているので、１次転写ローラ７の部品精度による偏心があっても、転写部への影響がない。また、１次転写ローラ７の負荷トルクや電気抵抗が安定し、色ずれや像ひずみが解消され、転写性が安定する。また、１次転写部を板金で形成するよりも曲率のあるローラで形成しているので、１次転写ローラ７が圧接する中間転写ベルト８のクリープ現象を抑えることができる。１次転写ローラ７の径を大きくすることで、中間転写ベルト８に集中する負荷を分散し、変形しにくくすることができる。

次に、前記構成からなるイメージングユニット９の装着時の動作を説明する。蓋１９を開放してイメージングユニット９を本体２に挿入すると、位置決めボス２６は、本体２に形成された位置決めブシュ２７に受け入れられ、本体２にばね付勢して設けられた押さえレバー２８によって正確に位置決めされる。また、同様に本体２にばね付勢して設けられた押さえレバー２９が揺動ボス２２を押下してイメージングユニット９を位置決めボス２６を中心に回動させるが、感光体フレーム１４の位置決めボス２４が、本体２に形成された規制部３０に当接して感光体フレーム１４の揺動を規制する。

中間転写フレーム１８の張架ローラ１５，１６に掛け渡された中間転写ベルト８は、テンションローラ１７によって張力が付与されているので、張架ローラ１５，１６間で真っ直ぐに伸びようとして内側に配置された１次転写ローラ７を引き込もうとする。１次転写ローラ７を保持する感光体フレーム１４は、押さえレバー２９に押下されて位置決めされているので、中間転写ベルト８の張力は、中間転写フレーム１８を、位置決めボス２６を中心にして感光体５に向かって回動させることになる。すると、回転止めボス２５が本体２に設けた規制部３１に当接して、中間転写フレーム１８の位置および姿勢が決定される。

このように、本発明では、中間転写ベルト８の張力によって感光体フレーム１４と中間転写フレーム１８とが互いに引き寄せ合うように揺動するので、感光体５の回転軸である揺動ボス２２を本体２の内部に押し込むようにして位置決めすることで、中間転写フレーム１８にも本体２の内部に引き込む力が作用し、中間転写フレーム１８を位置決めできる。

最後に、蓋１９を閉じることで、本体２に設けた図示しない突片が本体２に設けたレバー３２を押圧し、該レバー３２が位置決めボス２５に係合して、中間転写フレーム１８が固定される。

また、本発明では、感光体５と１次転写ローラ７とを同じ感光体フレーム１４に保持しているので、感光体５と１次転写ローラ７との圧接力が中間転写フレーム１８を押し出す方向に作用しないので、イメージングユニット９を大きな力で押さえ込む必要がない。このため、本体２に設ける押さえレバー２８，２９にかかる負荷が小さい。よって、画像形成装置１の本体２や蓋１９に強度が要求されず、安価な構造とすることができる。

また、本発明のイメージングユニット９は、中間転写フレーム１８に長穴２０，２１を形成し、感光体フレーム１４に長穴２０，２１に係合する揺動ボス２２，２３を突設しただけの簡素な接続構造である。このため、イメージングユニット９自体も安価に提供できる。

本発明の１つの実施形態の画像形成装置の概略図。 図１のイメージングユニットの拡大図。 感光体と１次転写ローラの位置関係を示す側面図。 １次転写ローラの固定構造を示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。

符号の説明

１ 画像形成装置
５ 感光体
７ １次転写ローラ
８ 中間転写ベルト
８ａ 巻付け部
９ イメージングユニット
１４ 感光体フレーム
１５，１６ 張架ローラ
１８ 中間転写フレーム
２０ 長穴
２１ 長穴
２２ 揺動ボス
２３ 揺動ボス

Claims (5)

1. 表面に画像が形成される感光体を回転可能に保持する感光体フレームと、
   前記感光体から画像が転写される中間転写ベルト、及び、前記中間転写ベルトを張架する少なくとも２つの張架ローラを回転可能に保持する中間転写フレームとを接続したイメージングユニットにおいて、
   前記感光体フレームに、前記中間転写ベルトの内側に当接し、前記感光体に対向する１次転写ローラを設け、
   前記１次転写ローラを、前記中間転写ベルトと前記感光体との接点よりも前記中間転写ベルトの進行方向下流側に配置し、前記１次転写ローラにより前記中間転写ベルトを前記感光体側に押し付けて前記中間転写ベルトを部分的に感光体に巻き付けたことを特徴とするイメージングユニット。
2. 前記中間転写フレームを、前記感光体フレームと互いに揺動可能に接続したことを特徴とする請求項１に記載のイメージングユニット。
3. 前記感光体フレームと前記中間転写フレームの少なくともいずれかに長穴を設け、他方に前記長穴に嵌入する突起を設けたことを特徴とする請求項２に記載のイメージングユニット。
4. 前記長穴は、前記中間転写フレームの前記２つの張架ローラのいずれかの軸を中心とする円弧上にあることを特徴とする請求項３に記載のイメージングユニット。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のイメージングユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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