JP5915575B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、中間転写ベルトや搬送ベルト等の無端ベルトを備える画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１に記載の発明では、無端ベルトの幅方向一端側で発生する張力と他端側で発生する張力とが相違すると、張力が大きい側から張力が小さい側に無端ベルトが斜行する点に着目して、無端ベルトの斜行を抑制している。

無端ベルトの斜行とは、無端ベルトが、幅方向、つまりローラの軸線方向に移動しながら回転することをいう。このため、無端ベルトが大きく斜行すると、無端ベルトがローラから外れてしまう。

特開２０１１−５３４６０

無端ベルトの斜行は、無端ベルトの幅方向一端側における周長と幅方向他端側における周長とが相違する場合にも発生する。
すなわち、一端側と他端側とで無端ベルトの周長が相違している場合には、従動ローラ等の変位可能なローラが、駆動ローラ等の不動なローラに対して傾いてしまう。例えば、幅方向一端側の周長が幅方向他端側の周長に比べて短い場合には、無端ベルトは、周長が長い側から短い側、つまり幅方向他端側から幅方向一端側に斜行する。

なお、仮に、無端ベルトの幅方向一端側における周長と幅方向他端側における周長とが同一の場合であっても、以下の場合には斜行が発生する。
すなわち、（ａ）無端ベルトが架け渡された複数のローラのうち、一方のローラが他方のローラに対して傾いている場合、及び（ｂ）いずれかのローラの直径寸法が軸線方向において異なる場合等においても斜行が発生する。

本発明は、上記点に鑑み、無端ベルトの斜行を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、帯状の無端ベルト（２１）と、無端ベルト（２１）が掛けられ、無端ベルト（２１）を回転させる駆動ローラ（２２）と、無端ベルト（２１）が掛けられ、無端ベルト（２１）と共に回転する従動ローラ（２３）と、従動ローラ（２３）の軸線方向一端側に配設され、従動ローラ（２３）を回転可能に支持した状態で変位可能な第１軸受部（２５Ａ）と、従動ローラ（２３）を駆動ローラ（２２）から離間させる弾性力を従動ローラ（２３）に作用させるバネ（２８Ａ、２８Ｂ）と、第１軸受部（２５Ａ）の変位を案内するとともに、その案内する方向が駆動ローラ（２２）の回転中心と従動ローラ（２３）の回転中心とを結ぶ仮想線（Ｌｏ）に対して傾いた第１ガイド部（２６）を有するフレーム（２４）とを備え、駆動ローラ（２２）の回転中心から従動ローラ（２３）の回転中心に向かう向きを前進の向きとし、無端ベルト（２１）のうち前進の向きに移動する部位を張架面（２１Ａ）としたとき、第１ガイド部（２６）は、駆動ローラ（２２）から離間するほど、張架面（２１Ａ）を含む仮想平面（Ｓｏ）に近づくように、仮想線（Ｌｏ）に対して傾いていることを特徴とする。

本発明では、第１軸受部（２５Ａ）が第１ガイド部（２６）に沿って変位すると、張架面（２１Ａ）が捻れるように、従動ローラ（２３）の軸線が駆動ローラ（２２）の軸線に対して傾く。このため、無端ベルト（２１）に対して既存の斜行力を低減する向きの斜行力を発生させることが可能となる。なお、斜行力とは、無端ベルトを斜行させる力をいう。

したがって、無端ベルト（２１）の斜行を抑制することが可能となる。なお、既存の斜行力とは、無端ベルトの幅方向一端側における周長と幅方向他端側における周長とが相違する場合や上記（ａ）及び（ｂ）等を原因として生じる斜行力をいう。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１の中央断面図である。 本発明の実施形態に係るベルトユニット２０の斜視図である。 図２のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 駆動ローラ２２及び従動ローラ２３の構造及びガイドリブ２１Ｃを示す断面図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

そして、本実施形態は、電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものであり、本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「複数」や「２つ以上」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。

１．画像形成装置の概要
画像形成装置１の筐体３内には、図１に示すように、シートに画像を形成する電子写真方式の画像形成部５が収納されている。画像形成部５は、現像カートリッジ７、感光ドラム８、露光器９及び定着器１１等を有している。

複数の現像カートリッジ７各々は、現像ローラ７Ａ及び貯留部７Ｂ等を有している。各現像ローラ７Ａの回転中心線は互いに平行である。そして、複数の現像カートリッジ７は、現像ローラ７Ａの回転中心線と直交する方向に配列されている。

感光ドラム８も各現像カートリッジ７に対応して複数設けられている。感光ドラム８は現像剤像を担持する。帯電器８Ａは感光ドラム８を帯電させる。露光器９は、帯電した感光ドラム８を露光して感光ドラム８に静電潜像を形成する。現像ローラ７Ａは、貯留部７Ｂに貯留されている現像剤を感光ドラム８に供給して静電潜像に対応した現像剤像を形成する。

各現像カートリッジ７は、ドロワー１０に着脱自在に装着されている。ドロワー１０は、装置本体に対して移動可能である。ドロワー１０が装置本体に対して前方側に引き出されると、複数の現像カートリッジ７は、装置本体及びドロワー１０に対して着脱自在な状態となる。装置本体とは、例えばメインフレーム（図示せず。）等の利用者により着脱もしくは交換されない部分をいう。

ベルト２１は、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３に架け渡された帯状の無端ベルトである。ベルト２１のうち各感光ドラム８と対向する面（以下、転写面２１Ｂという。）は、従動ローラ２３側から駆動ローラ２２側に移動しながらシートを定着器１１側に搬送する。

ベルト２１、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３は、一体化されてベルトユニット２０が構成されている。ベルトユニット２０は装置本体に着脱自在に装着されている。つまり、ベルト２１、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３は、装置本体に対して一体的に着脱自在である。なお、ベルトユニット２０の詳細は後述する。

転写面２１Ｂを挟んで各感光ドラム８と対向する位置には、転写体１３が配設されている。各転写体１３は、各感光ドラム８に担持されている現像剤像を転写面２１Ｂ上に載置されたシートに転写させる。このため、各感光ドラム８の現像剤像は、シートに重畳転写される。定着器１１は、シートに転写された現像剤を加熱して定着させる。

２．ベルトユニット
ベルトユニット２０は、図２に示すように、ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、及びフレーム２４等を有している。フレーム２４は、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３をその軸方向両端側で保持する。

以下、紙面左端側のフレーム２４を第１フレーム２４Ａとし、紙面右端側のフレーム２４を第２フレーム２４Ｂという。第１フレーム２４Ａ及び第２フレーム２４Ｂを総称するときはフレーム２４という。なお、第１フレーム２４Ａ及び第２フレーム２４Ｂそれぞれの長手方向は互いに平行である。

ベルト２１は、熱可塑性エラストマー等の樹脂材料製の無端状のベルト部材であって、駆動ローラ２２と従動ローラ２３との間に架け渡されている。以下、駆動ローラ２２の回転中心Ｏ１から従動ローラ２３の回転中心Ｏ２に向かう向きを前進の向きとし、ベルト２１のうち前進の向きに移動する部位を張架面２１Ａという。

なお、図１に示すように、張架面２１Ａは転写面２１Ｂと反対側に位置する面である。張架面２１Ａはベルトユニット２０の下面側に位置する。転写面２１Ｂは、ベルトユニット２０の上面側に位置する。

駆動ローラ２２は、フレーム２４に対する位置を不動とした状態でフレーム２４に回転可能に組み付けられている。駆動ローラ２２は、装置本体に設けられた電動モータ（図示せず。）等の駆動源から動力を得てベルト２１を回転させる。

従動ローラ２３は、フレーム２４に対して変位可能とした状態でフレーム２４に回転可能に組み付けられている。そして、駆動ローラ２２が回転してベルト２１が回転すると、従動ローラ２３はベルト２１の回転と共に従動回転する。

図２に示す軸線Ｌ２は従動ローラ２３の回転軸線を示している。従動ローラ２３の軸線方向一端側、つまり従動ローラ２３の左端側には、従動ローラ２３を回転可能に支持する第１軸受部２５Ａが配設されている。

第１軸受部２５Ａは、図３に示すように、従動ローラ２３の軸２３Ａを回転可能に支持するブロック状の部材であって、第１フレーム２４Ａの長手方向と略平行な方向に変位可能である。

従動ローラ２３の軸線方向他端側、つまり従動ローラ２３の右端側には、図４に示すように、従動ローラ２３を回転可能に支持する第２軸受部２５Ｂが配設されている。第２軸受部２５Ｂは、軸２３Ａを回転可能に支持するブロック状の部材であって、第２フレーム２４Ｂの長手方向と略平行な方向に変位可能である。

なお、第１フレーム２４Ａ及び第２フレーム２４Ｂの長手方向は、駆動ローラ２２側から従動ローラ２３側に向かう方向と平行である。つまり、従動ローラ２３は、駆動ローラ２２に対して離間する方向に変位できる。

第１フレーム２４Ａの長手方向端部のうち従動ローラ２３側には、図３に示すように、矩形長穴状の第１ガイド部２６が設けられている。第１軸受部２５Ａは第１ガイド部２６内に移動可能に嵌め込まれている。このため、第１軸受部２５Ａの移動は、第１ガイド部２６の長径方向（長辺方向）と一致する。

つまり、第１軸受部２５Ａは、第１ガイド部２６の内壁面のうち長辺方向と平行な一対の内壁面２６Ａにより、移動方向が規制された状態で案内される。第１ガイド部２６による第１軸受部２５Ａの案内方向、つまり一対の内壁面２６Ａは、仮想線Ｌｏに対して傾いている。仮想線Ｌｏは、駆動ローラ２２の回転中心と従動ローラ２３の回転中心とを結ぶ仮想線である。

第１ガイド部２６の長辺方向、つまり第１軸受部２５Ａの案内方向の傾きは、駆動ローラ２２から離間するほど、張架面２１Ａを含む仮想平面Ｓｏに近づくように仮想線Ｌｏに対して傾いている。

図４に示すように、第２軸受部２５Ｂも第１軸受部２５Ａと同様な構成である。すなわち、第２軸受部２５Ｂは、矩形長穴状の第２ガイド部２７内に移動可能に嵌め込まれている。このため、第２軸受部２５Ｂは、一対の内壁面２７Ａにより、移動方向が規制された状態で案内される。

そして、第２ガイド部２７による第２軸受部２５Ｂの案内方向、つまり一対の内壁面２７Ａは、駆動ローラ２２から離間するほど、張架面２１Ａを含む仮想平面Ｓｏに近づくように仮想線Ｌｏに対して傾いている。

なお、図３及び図４では、第１ガイド部２６及び第２ガイド３１は、仮想線Ｌｏに対して比較的大きく傾いている。しかし、現実には、その傾斜角は小さい。つまり、目視では、仮想線Ｌｏは仮想平面Ｓｏに対して略平行であり、かつ、第１ガイド部２６及び第２ガイド３１は仮想平面Ｓｏに対して略平行である。

第１軸受部２５Ａは、図３に示すように、第１バネ２８Ａから弾性力Ｆｓを受ける。第１バネ２８Ａは、従動ローラ２３を駆動ローラ２２から離間させる弾性力Ｆｓを第１軸受部２５Ａを介して従動ローラ２３に作用させる。同様に、第２軸受部２５Ｂは、図４に示すように、従動ローラ２３を駆動ローラ２２から離間させる弾性力Ｆｓを第２バネ２８Ｂから受ける。

図５に示すように、ベルト２１の内周面のうち軸線方向他端側、つまり軸線方向右端側には、ガイドリブ２１Ｃが設けられている。ガイドリブ２１Ｃは、ベルト２１の回転方向に沿ってベルト２１の内方側に突出している。なお、ガイドリブ２１Ｃは、ウレタン等の樹脂製である。ガイドリブ２１Ｃとベルト２１とは、接着等に接着されて一体化されている。

駆動ローラ２２及び従動ローラ２３の軸線方向他端側、つまり軸線方向右端側には、ガイドリブ２１Ｃが嵌り込む溝部２９が設けられている。溝部２９は、第１側壁部２９Ａ及び第２側壁部２９Ｂを有している。

第１側壁部２９Ａ及び第２側壁部２９Ｂは、軸線方向において互いに離隔した状態で対向している。そして、ガイドリブ２１Ｃは、第１側壁部２９Ａ及び第２側壁部２９Ｂ間の隙間に嵌り込む。

３．本実施形態に係る画像形成装置（特に、ベルトユニット）の特徴
本実施形態では、図３に示すように、第１ガイド部２６は、駆動ローラ２２から離間するほど、張架面２１Ａを含む仮想平面Ｓｏに近づくように、仮想線Ｌｏに対して傾いていることを特徴としている。

そして、第１軸受部２５Ａが第１ガイド部２６に沿って変位すると、張架面２１Ａが捻れるように、従動ローラ２３の軸線が駆動ローラ２２の軸線に対して傾く。このため、ベルト２１に対して既存の斜行力を低減する向きの斜行力を発生させることが可能となる。したがって、ベルト２１の斜行を抑制することが可能となる。

ところで、既存の斜行力は、幅方向一端側（本実施形態では、左端側）から他端側（本実施形態では、右端側）に向かう向き（以下、第１斜行力という。）、及び幅方向他端側から一端側に向かう向き（以下、第２斜行力という。）のうちいずれの斜行力であるかは、開発段階で特定することは難しい。

そして、第１軸受部２５Ａが第１ガイド部２６に沿って変位することにより発生する斜行力は、上記の第２斜行力である。このため、既存の斜行力が第１斜行力である場合には、当該既存の斜行力を低減することができる。しかし、仮に、既存の斜行力が第２斜行力である場合には、当該既存の斜行力を低減することが難しい。

これに対して、本実施形態では、ベルト２１の内周面のうち、少なくとも軸線方向他端側には、ベルト２１の回転方向に沿うようにベルト２１の内方側に突出したガイドリブ２１Ｃが設けられている。そして、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３の軸線方向他端側には、ガイドリブ２１Ｃが嵌り込むことにより、ベルト２１が軸線方向一端側に向けて斜行することを抑制する溝部２９が設けられていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、既存の斜行力が第２斜行力であっても、ガイドリブ２１Ｃが溝部２９に嵌り込むことにより、当該第２斜行力による斜行を抑制できる。したがって、既存の斜行力が第１斜行力及び第２斜行力のいずれであっても、ベルト２１の斜行を抑制できる。

本実施形態では、従動ローラ２３の軸線方向他端側を支持する第２軸受部２５Ｂも、第１ガイド部２６と同一方向に傾いた第２ガイド部２７により変位方向が案内されていることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、第２軸受部２５Ｂが第２ガイド部２７に沿って変位することにより発生する斜行力は、上記の第１斜行力である。このため、既存の斜行力が第２斜行力であっても、当該既存の斜行力を低減することができる。つまり、本実施形態では、既存の斜行力が第１斜行力及び第２斜行力のいずれであっても、確実にベルト２１の斜行を抑制できる。

本実施形態では、張架面２１Ａと反対側の転写面２１Ｂには、感光ドラム８が配設され、かつ、転写面２１Ｂには、図１に示すように、従動ローラ２３側からシートが供給されることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、転写面２１Ｂの従動ローラ２３側は、感光ドラム８から離間する向きに僅かに移動する。このため、転写面２１Ｂに供給されるシートを容易に転写面２１Ｂと感光ドラム８との間に突入させることができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第２ガイド部２７も第１ガイド部２６と同様に傾いていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２ガイド部２７を仮想線Ｌｏと平行にする等としてもよい。

上述の実施形態に係るベルト２１では、回転軸線方向他端側にガイドリブ２１Ｃ設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ガイドリブ２１Ｃを廃止する、又は回転軸線方向両側にガイドリブ２１Ｃを設ける等としてもよい。なお、ガイドリブ２１Ｃを廃止すると、ガイドリブ２１Ｃ自体の摩耗による不具合の発生、及びガイドリブ２１Ｃを乗り上げることによる不具合の発生が原理的になくなる。

上述の実施形態に係る画像形成装置は、感光ドラム８からシートに直接的に現像剤像を転写するダイレクト方式であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベルト２１に現像剤像を重畳転写した後、ベルト２１に転写された現像剤像をシートに転写する中間転写方式であってもよい。

上述の実施形態では、ベルト２１は、従動ローラ２３がテンションローラを兼ねるとともに、駆動ローラ２２及び従動ローラ２３のみに架け渡されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ベルト２１の張力を調整するテンションローラを別途設けてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… 画像形成装置 ５… 画像形成部 ７… 現像カートリッジ
７Ａ… 現像ローラ ７Ｂ… 貯留部 ８… 感光ドラム ８Ａ… 帯電器
９… 露光器 １０… ドロワー １１… 定着器 １３… 転写体
２０… ベルトユニット ２１… ベルト ２１Ｂ… 転写面
２１Ａ… 張架面 ２１Ｃ… ガイドリブ ２２… 駆動ローラ
２３… 従動ローラ ２３Ａ… 軸 ２４… フレーム ２４Ａ… 第１フレーム
２４Ｂ… 第２フレーム ２５Ａ… 第１軸受部 ２５Ｂ… 第２軸受部
２６… 第１ガイド部 ２６Ａ… 内壁面 ２７Ａ… 内壁面 ２７… 第２ガイド部
２８Ａ… 第１バネ ２８Ｂ… 第２バネ ２９… 溝部

Claims (5)

1. シートに画像を形成する画像形成装置において、
   帯状の無端ベルトと、
   前記無端ベルトが掛けられ、前記無端ベルトを回転させる駆動ローラと、
   前記無端ベルトが掛けられ、前記無端ベルトと共に回転する従動ローラと、
   前記従動ローラの軸線方向一端側に配設され、前記従動ローラを回転可能に支持した状態で変位可能な第１軸受部と、
   前記従動ローラを前記駆動ローラから離間させる弾性力を前記従動ローラに作用させるバネと、
   前記第１軸受部の変位を案内するとともに、その案内する方向が前記駆動ローラの回転中心と前記従動ローラの回転中心とを結ぶ仮想線に対して傾いた第１ガイド部を有するフレームとを備え、
   前記駆動ローラの回転中心から前記従動ローラの回転中心に向かう向きを前進の向きとし、前記無端ベルトのうち前記前進の向きに移動する部位を張架面としたとき、
   前記第１ガイド部は、前記駆動ローラから離間するほど、前記張架面を含む仮想平面に近づくように、前記仮想線に対して傾いており、
   前記駆動ローラは、前記フレームに対する位置を不動とした状態で前記フレームに回転可能に組み付けられ、
   さらに、前記第１ガイド部の位置は、前記駆動ローラの位置に対して不動であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記無端ベルトの内周面のうち、少なくとも前記軸線方向他端側には、前記無端ベルトの回転方向に沿うように前記無端ベルトの内方側に突出したガイドリブが設けられており、
   さらに、前記駆動ローラ及び前記従動ローラの前記軸線方向他端側には、前記ガイドリブが嵌り込む溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記従動ローラの軸線方向他端側に配設され、前記従動ローラを回転可能に支持した状態で変位可能な第２軸受部と、
   前記フレームに設けられ、前記第２軸受部の変位を案内するとともに、その案内する方向が前記第１ガイド部と同一方向に傾いた第２ガイド部を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記バネは、
   前記従動ローラの軸線方向一端側に弾性力を作用させる第１バネ、及び
   前記従動ローラの軸線方向他端側に弾性力を作用させる第２バネを有していることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記張架面と反対側の面には、当該面を搬送されるシートに転写される現像剤像が担持される感光ドラムが配設されており、
   さらに、前記張架面と反対側の面には、前記従動ローラ側からシートが供給されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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