JP6508143B2 - 転写ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、像担持体に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ユニットとこの転写ユニットを備える画像形成装置に関する。
プリンターや複写機等の画像形成装置では、感光体ドラムや中間転写ベルト等の像担持体に形成されたトナー像は、像担持体と転写部材との間に形成される転写ニップにおいて、像担持体から用紙に転写される。
転写ニップの手前にはガイド部材が設けられて、用紙はガイド部材に沿って転写ニップに案内される。ガイド部材は、用紙を一定の搬送姿勢で転写ニップに案内することが求められる。このように用紙の搬送姿勢を一定とする際、ガイド部材は用紙から負荷を受ける。近年、画像形成装置の小型化が進むと、用紙の搬送経路の曲率が大きくなり、用紙のコシが用紙の搬送姿勢に大きく影響するようになる。厚紙などの剛度の高い用紙は特にコシが強くなり、ガイド部材が受ける負荷が増大する。
特許文献1には、転写部材を像担持体へ圧接するように押圧されるレバー部材を備える画像形成装置が記載されている。レバー部材は、回動可能に設けられる搬送ユニットで押圧されて、転写部材を像担持体へ圧接する。
このようなレバー部材によって転写部材を押圧する例について、図7を参照して説明する。この例では、転写部材である転写ローラー101とガイド部材102とは、ホルダー部材103に支持されている。ホルダー部材103には、転写ローラー101の回転軸101bの両端部が回転可能に支持されると共にガイド部材102が一体に設けられている。レバー部材104は、回転軸101bの両端部を回転可能に支持すると共に、一方の端部には、搬送ユニット(図示省略)に設けられたボス107に軸支される軸受部108が設けられ、他方の端部には、搬送ユニットに設けられるコイルばね(図示省略)で付勢されるばね受け部109が設けられている。
搬送ユニットを回動させると、レバー部材104がボス107を中心として回動し、転写ローラー101の回転軸101bがレバー部材104によって押圧されて、転写ローラー101が中間転写ベルト106に圧接して転写ニップ111が形成される。ホルダー部材103とレバー部材104とには、互いに係合してホルダー部材103のレバー部材104に対する回動を規制する回り止め部113、114がそれぞれ形成されている。
特開2010−15060号公報
図7に示した例の場合、転写ニップ111を用紙が通過する際、コシの強い用紙からガイド部材102にかかる負荷(図7の白抜き矢印参照)が増大すると、ホルダー部材103を、回転軸101bを中心として、図7の反時計回り方向(図7の矢印参照)に回動させるモーメントが生じる。すると、各部品の取付ガタや撓みによっては、ホルダー部材103が回動してガイド部材102の位置が変位する。ただし、前述のように、ホルダー部材103とレバー部材104とには回り止め部113、114がそれぞれ形成されているので、回り止め部113、114が互いに係止されるまでしかホルダー部材103は回動しないようになっている。
しかし、ホルダー部材103やレバー部材104の寸法や構造によっては、回り止め部113、114を回転軸101bの軸心から近い位置に形成せざるを得なくなる。すると、回り止め部113、114に寸法誤差があった場合、回り止め部113、114が互いに係止されるまでのホルダー部材103の回動角度が大きくなり、ホルダー部材103の位置、すなわち、ガイド部材102の位置の変動が大きくなってしまう。また、ガイド部材102が受ける負荷は、ホルダー部材103を介してレバー部材104に伝わるので、ホルダー部材103の寸法誤差や剛性も、ガイド部材102の位置変動に影響する。
ガイド部材102の位置が変動すると、用紙の搬送姿勢が変位し、転写ニップ111へ用紙を安定して案内できなくなって、画像不良が発生する虞がある。また、負荷の増大に対応するためにガイド部材102やホルダー部材103の剛性を強くすると、各部材が大型化したり、材料費がアップしたりするという問題がある。
本発明は上記事情を考慮して、転写ニップへ用紙を案内するガイド部材の位置変動を防止して、用紙を一定の搬送姿勢で転写ニップへ案内できる転写ユニット及びこの転写ユニットを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の転写ユニットは、像担持体に圧接されて転写ニップを形成し、該転写ニップにおいて前記像担持体からトナー像を用紙に転写する転写ローラーと、前記転写ニップに向けて用紙を案内するガイド部材と、前記転写ローラーの回転軸の軸方向両端部を回転可能に支持すると共に前記ガイド部材を支持するホルダー部材と、前記回転軸の前記両端部を回転可能に支持して、前記転写ローラーを前記像担持体に押圧するレバー部材と、を備える転写ユニットであって、前記ガイド部材と前記レバー部材とには、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ形成され、該嵌合部によって前記ガイド部材が前記レバー部材に対して回り止めされることを特徴とする。
このような構成を採用することにより、用紙からガイド部材にかかる負荷は、ホルダー部材の剛性や組み付けガタの影響を受けずに、嵌合部を介してレバー部材に直接かかることになる。したがって、ガイド部材の位置が変動し難く、コシの強い用紙も一定の搬送姿勢で転写ニップに案内することができる。
本発明の転写ユニットにおいて、前記嵌合部は、前記ガイド部材と前記レバー部材の側面において、前記回転軸の軸心から最も遠い位置に形成されていることを特徴としても良い。
このような構成を採用することにより、嵌合部に寸法誤差があった場合でも、ガイド部材がレバー部材に対して回り止めされるまでの回動長さを短くできるので、ガイド部材の位置変動を抑制できる。
本発明の転写ユニットにおいて、前記嵌合部は、前記レバー部材に立設されるピンと、前記ガイド部材に形成されて前記ピンが嵌合する穴であることを特徴としても良い。
このような構成を採用することにより、嵌合部によってガイド部材をレバー部材に対して確実に回り止めできる。
本発明の画像形成装置は、装置本体に回動可能に支持されて、該装置本体との間に用紙の搬送経路を形成する搬送ユニットと、上記のいずれかに記載の転写ユニットと、を備え、前記搬送ユニットは、前記転写ユニットを収容する収容凹部を有し、該収容凹部には、前記レバー部材を回動可能に支持する支軸と、前記搬送ユニットが前記搬送経路を形成する方向に回動した際に、前記転写ローラーが前記像担持体に押圧される方向へ前記レバー部材を付勢する付勢部材と、が設けられていることを特徴としても良い。
本発明の画像形成装置において、前記嵌合部は、前記搬送経路に面するガイド部と前記搬送ユニットの前記支軸との間に形成されていることを特徴としても良い。
このような構成を採用することにより、用紙からガイド部材にかかる負荷は、嵌合部を介してレバー部材にかかり、さらにレバー部材を介して搬送ユニットの支軸で受けられるので、レバー部材の剛性や組み付けガタの影響を受けにくく、ガイド部材の位置変動をより抑制できる。
本発明によれば、各部材の剛性を高めることなく、転写ニップへ用紙を案内するガイド部材の位置変動を防止することができる。したがって、コシの強い用紙も一定の姿勢で転写ニップへ案内することができる。
本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る二次転写ユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る二次転写ユニットを示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る二次転写ユニットを示す正面断面図である。 本発明の一実施形態に係る二次転写ユニットにおいて、ガイド部材とホルダー部材とを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、二次転写ユニットが収容される収容凹部を示す側断面図である。 従来の二次転写ユニットを示す側断面図である。
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る転写ユニット及び画像形成装置について説明する。
まず、図1を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター1の全体の構成について説明する。図1はカラープリンターの概略を示す模式図である。以下の説明において、図1の紙面手前をカラープリンター1の前側(正面側)とし、左右方向は、カラープリンター1を前側から見た方向を基準とする。
カラープリンター1の装置本体2には、用紙Sが収容される給紙カセット3と、フルカラーのトナー像を用紙Sに形成する画像形成部4と、トナー像を用紙Sに定着する定着装置5と、トナー像が定着された用紙Sを排出する排出装置6と、排出された用紙Sが受け止められる排出トレイ7と、用紙Sの搬送経路を形成するカバーユニット8及び搬送ユニット9と、が備えられている。
画像形成部4は、露光装置11と、4色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーごとに設けられる画像形成ユニット12と、各画像形成ユニット12の上方に設けられる中間転写ユニット13と、各色のトナーが収容されるトナー容器14と、を備えている。
各画像形成ユニット12は、静電潜像が形成される感光体ドラム16と、感光体ドラム16を帯電する帯電装置17と、感光体ドラム16に形成された静電潜像を対応するトナー容器14から供給されるトナーで現像する現像装置18と、感光体ドラム16の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置19と、を備えている。
中間転写ユニット13は、像担持体としての無端状の中間転写ベルト21と、中間転写ベルト21の中空部に配置される4本の一次転写ローラー22と、ベルトクリーニング装置23と、を備えている。中間転写ベルト21は、駆動ローラー24と従動ローラー25との間に巻き回されて、駆動ローラー24が回転することで循環走行する。各一次転写ローラー22は、中間転写ベルト21を挟んで感光体ドラム16と対向して、中間転写ベルト21と感光体ドラム16との間に一次転写ニップ26を形成している。
カバーユニット8は、装置本体2の右側面に形成された開口部2aに、下端部を中心として回動可能に支持されている。搬送ユニット9は、カバーユニット8の内側に、下端部を中心として回動可能に支持されている。搬送ユニット9と装置本体2との間には、給紙カセット3から定着装置5を通って排出装置6に向かう用紙Sの搬送経路28が形成されている。搬送ユニット9の内側の面(搬送経路28に面する面)には、中間転写ベルト21との間に二次転写ニップ29を形成する二次転写ユニット30が支持されている。また、搬送経路28には、二次転写ニップ29よりも搬送方向上流側にレジストローラー対32が設けられている。レジストローラー対32の一方のローラーは、搬送ユニット9の内側の面に回転可能に支持されている。カバーユニット8と搬送ユニット9との間には、両面印刷時の反転経路33が形成されている。
各画像形成ユニット12において、感光体ドラム16が帯電装置17で帯電された後、露光装置11によって画像データに対応する露光が行われて、感光体ドラム16に静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置18によってトナー像に現像される。トナー像は、一次転写ニップ26で、感光体ドラム16から中間転写ベルト21に転写される。4つの画像形成ユニット12で現像されたトナー像が中間転写ベルト21に転写されることで、中間転写ベルト21にフルカラーのトナー像が形成される。各感光体ドラム16に残留したトナーはクリーニング装置19で除去される。
一方、給紙カセット3から送り出された用紙Sは、搬送経路28に沿って搬送され、二次転写ニップ29において、中間転写ベルト21に形成されたフルカラーのトナー像が用紙Sに転写される。フルカラーのトナー像が転写された用紙Sは定着装置5に搬送され、フルカラーのトナー像が用紙Sに転写される。フルカラーのトナー像が定着された用紙Sは、排出装置6から排出トレイ7に排出される。
次に、図2〜図5を参照して二次転写ユニット30について説明する。図2は二次転写ユニットを示す斜視図、図3は二次転写ユニットを示す側面図、図4は二次転写ユニットを示す正面断面図、図5はホルダー部材とガイド部材とを示す斜視図である。
図2〜図4に示されるように、二次転写ユニット30は、中間転写ベルト21に圧接されて二次転写ニップ29を形成する転写部材としての転写ローラー41と、二次転写ニップ29よりも搬送方向上流側に設けられるガイド部材42と、転写ローラー41及びガイド部材42を支持するホルダー部材43と、転写ローラー41を中間転写ベルト21に圧接させる一対のレバー部材44と、を備えている。
転写ローラー41は、導電性の弾性材料で形成されるローラー部41aと、ローラー部41aの軸心方向に沿った回転軸41bと、を有している。転写ローラー41は転写バイアス電源と電気的に接続しており、二次転写ニップ29において中間転写ベルト21に形成されたフルカラーのトナー像を用紙Sに転写する際には、所定のバイアス電位が印加される。
ガイド部材42は、搬送経路28に面するガイド部47と、回転軸41bの軸方向においてガイド部の両端部にそれぞれ設けられる側板部48と、を有している。図3に示されるように、ガイド部47は、搬送経路28に沿って、右斜め上方向に湾曲するように形成されている。また、図5に示されるように、ガイド部47には、搬送方向下流側の側縁に沿って、複数個のフック片49が形成されている。各側板部48は略扇型形状であり、搬送方向上流側の端部の隅(左下隅)には、レバー部材44との嵌合部としての長穴50が形成されている。長穴50はガイド部47に沿う方向と略平行に形成されている。
ホルダー部材43は、図5に示されるように、転写ローラー41の外周面の一部に沿って設けられる断面視円弧状の収容部53と、収容部53の軸方向両端部にそれぞれ設けられる軸支部54と、を有し、転写ローラー41を収容可能な、断面視にて略半円状の凹部55を形成している。収容部53には、搬送方向上流側の側縁に沿って、ガイド部材42の複数のフック片49が係合可能な、複数の係合孔57が形成されている。各係合孔57に各フック片49を係合させることで、転写ローラー41が収容される凹部55よりも搬送方向上流側でホルダー部材43にガイド部材42が組み付けられる。
各軸支部54には、転写ローラー41の回転軸41bの一端部を軸支する軸受開口59が形成されている。軸受開口59は、転写ローラー41の回転軸41bの径よりも大きい径を有し、軸支部54の側縁を部分的に切り欠いて形成されている。
図2〜図4に示されるように、一対のレバー部材44のそれぞれは、転写ローラー41の回転軸41bの一端部を軸支する軸受部61と、後述する搬送ユニット9に設けられるコイルばねの一端が保持されるばね受け部62と、軸受部61を挟んでばね受け部62とは反対側に設けられる回動支点部63と、を有している。
軸受部61は円筒形状であり、回転軸41bの一端部が挿通されると共に、ホルダー部材43の軸支部54に形成された軸受開口59に挿通可能に形成されている。
ばね受け部62は、円形の凹状に形成されている。また、ばね受け部62の先端には、フック部65が設けられている。
回動支点部63は、図2に示されるように、レバー部材44の内側の面から外側に向けて凹んだ逆U字状の凹部であり、内側の面と下面とが開口している。
さらに、レバー部材44のそれぞれの内側の面には、回動支点部63よりも軸受部61から離れた位置に、ガイド部材42に設けられた長穴50に嵌合可能な嵌合部としてのピン67が立設されている。
上記二次転写ユニット30において、転写ローラー41の回転軸41bの両端部は、それぞれレバー部材44の軸受部61に挿通され、回転軸41bの両端部が挿通された軸受部61は、ホルダー部材43の軸支部54に形成された軸受開口59に軸支される。これにより、図2に示されるように、転写ローラー41はホルダー部材43の凹部55に収容され、外周面の一部が凹部55から露出する。また、レバー部材44とホルダー部材43とは、転写ローラー41の回転軸41bを中心として回動可能となっている。さらに、ガイド部材42の両側板部48に形成された長穴50に、レバー部材44に立設されたピン67が嵌合する。前述のように、長穴50はガイド部47に沿う方向と略平行に形成されているので、長穴50内において、ピン67はガイド部47に沿う長手方向へは移動可能であるが、ガイド部47に沿う方向と直交する短手方向への移動は規制される。
二次転写ユニット30は、搬送ユニット9に形成された収容凹部70に支持される。収容凹部70について図6を参照して説明する。図6は収容凹部の側断面図である。
収容凹部70は、搬送経路28から凹むように形成されている。収容凹部70の両側面の下部には、レバー部材44を回転可能に支持する支軸としての一対のボス71が立設されている。一対のボス71は、転写ローラー41の回転軸41bと平行に形成されている。また、収容凹部70の底面の両端部には、レバー部材44を付勢する付勢部材としてのコイルばね72の一端がそれぞれ支持されている。さらに、各コイルばね72の上方には、係合部73が形成されている。
二次転写ユニット30は、一対のレバー部材44に形成された回動支点部63を、収容凹部70の両側面に形成されたボス71に上方から挿入することで、ボス71に沿って上下方向にスライド可能、且つ、ボス71を中心として回動可能に支持される。そして、一対のレバー部材44のそれぞれのフック部65を、収容凹部70に形成された係合部73に係止させると、各レバー部材44のばね受け部62に、コイルばね72の他端が収容される。コイルばね72は、レバー部材44を図6の反時計回り方向に付勢する。なお、二次転写ユニット30の上方向への移動は、フック部65と係合部73とによって規制され、下方向への移動は、収容凹部70によって規制される。
上記構成を有する二次転写ユニット30が支持された搬送ユニット9を、搬送経路28を形成する方向に回動させると、転写ローラー41が中間転写ユニット13の駆動ローラー24に対向する。そして、コイルばね72によって図6の反時計回り方向に付勢されているレバー部材44によって、転写ローラー41の回転軸41bが押圧されて、転写ローラー41のホルダー部材43の凹部55から露出している外周面が、中間転写ベルト21に圧接される。これにより、図3に示されるように、転写ローラー41と中間転写ベルト21との間に二次転写ニップ29が形成される。二次転写ニップ29の転写圧は、収容凹部70のボス71の中心とばね受け部62の中心間の距離L1と、収容凹部70のボス71の中心と転写ローラー41の回転軸41bの軸心との間の距離L2と、のてこ比によって決定される。また、レバー部材44の回動角度は、二次転写ニップ29のニップ量で決定される。
給紙カセット3から搬送経路28に沿って搬送された用紙Sは、ガイド部材42のガイド部47に沿って湾曲しながら二次転写ニップ29へ案内されて、二次転写ニップ29において中間転写ベルト21からトナー像が用紙Sに転写される。
図3に示されるように、搬送された用紙Sが厚紙等のコシの強い用紙の場合は、ガイド部材42のガイド部47に沿って湾曲する際に、用紙Sからガイド部47に負荷F1がかかる。負荷F1は、ガイド部材42の長穴50の側縁から、該長穴50に嵌合しているピン67を介して一対のレバー部材44に伝わる。ピン67と長穴50とは、ガイド部47と回動支点部63との間に形成されているので、一対のレバー部材44に伝わった負荷は、回動支点部63が軸支されている搬送ユニット9のボス71で受けられる。なお、ガイド部47にかかる負荷F1の方向は、前述のように、長穴50の短手方向と平行であるので、前述のように、ピン67の長穴50内の移動は規制され、負荷を直接レバー部材44に伝えることができる。
図7を参照して説明したように、従来の例においては、用紙Sからガイド部材102にかかる負荷がホルダー部材103に伝わり、ホルダー部材103を回転させるモーメントが生じていた。
しかし、上記説明したように本実施形態においては、用紙Sからガイド部材42にかかる負荷は、ホルダー部材103を経ずに直接レバー部材44にかかり、さらにレバー部材44からボス71にかかることになる。このため、部品組み付けガタや部品の剛性の影響を受け難く、ガイド部材42は変動し難い。したがって、コシの強い用紙Sでも、一定の搬送姿勢で二次転写ニップ29に案内することができる。
上記説明したように本発明のカラープリンター1においては、用紙Sからガイド部材42にかかる負荷は、ホルダー部材43の剛性や組み付けガタの影響を受けずに、ピン67と長穴50を介してレバー部材44に直接かかるようになる。したがって、ガイド部材42の位置が変動し難く、コシの強い用紙Sも一定の搬送姿勢で二次転写ニップ29に安定して案内できる。また、各部品の剛性を上げる必要がないので、コストの上昇を抑えることができる。
さらには、レバー部材44にかかる負荷は、搬送ユニット9のボス71で受けられるので、レバー部材44の剛性や組み付けガタの影響を受けにくく、ガイド部材42の位置変動をより抑制できる。
また、ガイド部材42とレバー部材44とに、互いに嵌合する長穴50とピン67とを形成することで、ガイド部材42とレバー部材44とを簡易な構成で確実に回り止めできる。また、長穴50内において、ピン67はガイド部47に長手沿う方向へは移動可能であるが、ガイド部47に沿う方向と直交する短手方向への移動は規制されている。用紙からガイド部47にかかる負荷F1の方向は、長穴50の短手方向と平行であるので、長穴50内でのピン67の移動は規制され、負荷F1を直接レバー部材44に伝えることができる。
さらに、長穴50とピン67とに寸法誤差があった場合、ガイド部材42は、長穴50の側縁がレバー部材44のピン67に係止されるまで(回り止めされるまで)回転軸41bを中心として回動する。ここで、長穴50は、ガイド部材42の側板部48の左下隅に形成されているので、ガイド部材42とホルダー部材43との側面視において、軸受開口59に軸支される回転軸41bの軸心との距離が最も遠くなっている。したがって、回り止めされるまでのガイド部材42の回動角度を小さくできるので、ガイド部材42の位置変動を抑制できる。
なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、この態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、且つ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
1 カラープリンター(画像形成装置)
9 搬送ユニット
21 中間転写ベルト(像担持体)
28 搬送経路
30 二次転写ユニット(転写ユニット)
41 転写ローラー(転写部材)
41b 回転軸
42 ガイド部材
43 ホルダー部材
44 レバー部材
47 ガイド部
50 長穴(嵌合部)
67 ピン(嵌合部)
70 収容凹部
71 ボス(支軸)
72 コイルばね(付勢部材)

Claims (5)

  1. 像担持体に圧接されて転写ニップを形成し、該転写ニップにおいて前記像担持体からトナー像を用紙に転写する転写ローラーと、
    前記転写ニップに向けて用紙を案内するガイド部材と、
    前記転写ローラーの回転軸の軸方向両端部を回転可能に支持すると共に前記ガイド部材を支持するホルダー部材と、
    前記回転軸の前記両端部を回転可能に支持して、前記転写ローラーを前記像担持体に押圧するレバー部材と、を備える転写ユニットであって、
    前記ガイド部材と前記レバー部材とには、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ形成され、該嵌合部によって前記ガイド部材が前記レバー部材に対して回り止めされることを特徴とする転写ユニット。
  2. 前記嵌合部は、前記ガイド部材と前記レバー部材の側面において、前記回転軸の軸心から最も遠い位置に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の転写ユニット。
  3. 前記嵌合部は、前記レバー部材に立設されるピンと、前記ガイド部材に形成されて前記ピンが嵌合する穴であることを特徴とする請求項1又は2に記載の転写ユニット。
  4. 装置本体に回動可能に支持されて、該装置本体との間に用紙の搬送経路を形成する搬送ユニットと、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の転写ユニットと、を備え、
    前記搬送ユニットは、前記転写ユニットを収容する収容凹部を有し、
    該収容凹部には、
    前記レバー部材を回動可能に支持する支軸と、
    前記搬送ユニットが前記搬送経路を形成する方向に回動した際に、前記転写ローラーが前記像担持体に押圧される方向へ前記レバー部材を付勢する付勢部材と、が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
  5. 前記嵌合部は、前記搬送経路に面するガイド部と前記搬送ユニットの前記支軸との間に形成されていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
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