JP2007010865A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ベルトユニットが画像形成装置本体に収容される際に張力が与えられた無端ベルトが、外周側に設けられた機器に対して相対移動することを極力抑えることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】 転写ベルト３８を張架する１対のベルト支持ローラ３６及び３７に付勢力を与えて転写ベルト３８に張力を付与する張力付与機構６０を本体ケーシング２側に設けた。この張力付与機構６０は、バネ定数が小さいコイルバネ５４を採用して、ヤング率が小さく線膨張係数が大きく温度変化によって大きく伸縮する転写ベルト３８に対して、安定した張力を付与できるようにした。そして、ベルト支持ローラ３７を、ベルト支持ローラ３６の並び方向（前後方向）に沿って離間させる方向に付勢する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ベルトユニットを着脱可能に収容した画像形成装置に関する。

下記特許文献１には、ベルトカートリッジ（ベルトユニット）の側面に着脱ガイドピンを設け、画像形成装置本体側に、上記着脱ガイドピンを案内する着脱ガイド溝と、テンションリンク及びばねを含むベルト張力付与機構とを設けた構成が開示されている。この構成では、ベルトカートリッジを画像形成装置本体に装着する際に、着脱ガイド溝に沿って装着すると、テンションローラの回転軸とベルト張力付与手段とが噛み合うことで、ベルトに所定の張力を与えるようになっている。
特開２００１−２０９２９４公報

ところが、上記特許文献１の構成では、ベルトが、４つの現像器の配列方向に沿って並ぶ２つの駆動ローラ及び従動ローラと、それらのローラよりも現像器から離間した位置に配されたテンションローラとで支持され、このテンションローラを現像器からの離間する方向に付勢することでベルトに張力を与える構成になっている。この構成では、駆動ローラと従動ローラとの間のベルト部分（テンションローラを頂点とする三角形の底辺に位置するベルト部分）に対向して現像器が設けられている。これは、そのベルト部分は、テンションローラが変位しても、当該ベルト部分の機能部品に対する相対位置が変わらないからである。

これに対して、テンションローラと各ローラ（駆動ローラ、従動ローラ）との間のベルト部分（テンションローラを頂点とする三角形の斜辺に位置するベルト部分）は、テンションローラの変位に応じてベルト位置が変動するため、そこに上記現像器やベルトクリーニング手段等を設けることは好ましくない。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、ベルトユニットが画像形成装置本体に収容される際に張力が与えられた無端ベルトが、外周側に設けられた機器に対して相対移動することを極力抑えることが可能な画像形成装置を提供するところにある。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係る画像形成装置は、無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する１対の支持ローラとを有するベルトユニットが、現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置本体に着脱可能に収容され、前記ベルトユニットが収容された状態で前記支持ローラを付勢して前記無端ベルトに張力を付与する張力付与機構が前記画像形成装置本体側に設けられた画像形成装置であって、前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に収容された状態で、前記無端ベルトのうち前記１対の支持ローラ間において当該１対の支持ローラの並び方向に沿ったベルト部分の外周面に前記像担持体が対向する位置に配され、前記張力付与機構は、前記１対の支持ローラのいずれか一方の支持ローラを、当該１対の支持ローラの離間方向に付勢して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とする。
なお、本発明の「無端ベルト」は、像担持体に形成された現像剤像を、直接担持する転写ベルトや、被記録媒体（用紙などの紙製の被記録媒体に限らず、ＯＨＰシートなどのプラスチック製の被記録媒体などであってもよい）を介して間接的に担持する中間転写ベルトが含まれる。
「画像形成装置」は、プリンタ（例えばレーザプリンタ）などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及び読み取り機能（スキャナ機能）等を備えた複合機であってもよい。また、上記無端ベルトを有するものであれば、現像ユニット毎に像担持体を備えたタンデム方式のものに限られず、各現像ユニットが共通の像担持体に対して現像形成を行う４サイクル（シングルドラム）方式であってもよい。さらに、現像剤像を被記録媒体に直接転写するダイレクト転写方式、あるいは、中間転写ベルトを介して間接的に転写する中間転写方式のいずれであってもよい。

請求項２の発明に係る画像形成装置は、無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１及び第２の支持ローラを含む平面に対して垂直方向に外れた位置において前記無端ベルトをその内側面側で支持する１又は複数の第３の支持ローラとを有するベルトユニットが、現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置本体に着脱可能に収容され、前記ベルトユニットが収容された状態で前記支持ローラを付勢して前記無端ベルトに張力を付与する張力付与機構が前記画像形成装置本体側に設けられた画像形成装置であって、前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に収容された状態で、前記無端ベルトのうち前記第１及び第２の支持ローラ間において当該第１及び第２の支持ローラの並び方向に沿ったベルト部分の外周面に前記像担持体が対向する位置に配され、前記張力付与機構は、前記第１及び第２の支持ローラのいずれか一方の支持ローラを、当該第１及び第２の支持ローラの離間方向に付勢して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置において、前記張力付与機構は、一端部が固定されたコイルバネと、そのコイルバネの自由端に連結された係合部とを備え、コイルバネは、前記ベルトユニットが収容された状態で付勢すべき支持ローラの回転軸と前記係合部とが係合することで伸張することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記張力付与機構は、前記ベルトユニットが収容された状態で付勢すべき支持ローラの回転軸の両端部にそれぞれ係合する１対の係合部と、それら１対の係合部を結合する結合部と、その結合部の中央位置に一端が連結され前記ベルトユニットが収容された状態で弾性変形する１つの付勢バネと、を備えて構成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記無端ベルトは、線膨張係数が０．０００１５cm/cm/℃以上であることを特徴とする。

請求項６の発明に係る画像形成装置は、無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する複数の支持ローラとを備えるベルトユニットが、画像形成装置本体に着脱可能に収容される画像形成装置であって、前記ベルトユニットは、一端部が前記１対の支持ローラのいずれか一方の支持ローラ側に連結され、他端部が被係止部に連結されたバネ部材を備え、前記画像形成装置本体は、前記ベルトユニットが収容された状態で、前記被係止部を係止して前記バネ部材を介して前記一方の支持ローラを前記無端ベルトの内周面に押圧させる係止部材を備えていることを特徴とする。

＜請求項１の発明＞
本構成によれば、無端ベルトは、１対の支持ローラを離間する方向に付勢して張力が付与される構成とした。これにより、付勢力が与えられる際に支持ローラが変位しても、無端ベルトのうち１対の支持ローラ間のベルト部分が、その外周面側に配される像担持体等に対して相対移動することを抑制できる。しかも、同じ量だけ無端ベルトを伸ばす場合、上記特許文献１の構成に比べて、付勢される支持ローラの移動量を小さくすることができる。

＜請求項２の発明＞
例えば、第３の支持ローラが１つで、第１、第２、第３の３つの支持ローラで無端ベルトを支持する構成とした場合、本構成のように、第１及び第２の支持ローラのいずれか一方の支持ローラを、第１及び第２の支持ローラの離間方向に付勢するようにすれば、第１の支持ローラと第２の支持ローラ間のベルト部分、他方の支持ローラと第３の支持ローラ間のベルト部分が、それらの外周面側に配される像担持体等に対して相対移動することを抑制できる。しかも、同じ量だけ無端ベルトを伸ばす場合、上記特許文献１の構成に比べて、付勢される支持ローラの移動量を小さくすることができる。

＜請求項３の発明＞
本構成によれば、張力付与機構を構成するコイルバネは、ベルトユニットが収容された状態で伸張され、その復元力によって無端ベルトに張力を付与する構成であり、コイルバネを圧縮させてその復元力で無端ベルトに張力を付与する構成に比べて、付勢方向の軸ずれがなく、安定した張力を無端ベルトに付与することができる。

＜請求項４の発明＞
本構成によれば、１つの付勢バネによって、付勢すべき支持ローラの回転軸の両端部を付勢するから、回転軸の両端部を個別の付勢バネによって付勢する構成に比べて当該支持ローラに対して軸方向両端に均等な付勢力を与えることができる。

＜請求項５の発明＞
本発明は、このように線膨張係数が高い無端ベルトを使用した構成に対して、特に好適である。

＜請求項６の発明＞
本構成によれば、係止部材の操作によって、比較的簡単に、転写ベルトへの張力付与状態と、その解除状態とにすることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。

１．全体構成
図１は、本実施形態の画像形成装置としてのレーザプリンタ１の概略構成を示す側断面図である。このレーザプリンタ１は、例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する４つの感光体ドラム３０（請求の範囲の「像担持体」に相当）を備えた、いわゆるダイレクトタンデム型のカラーレーザプリンタである。レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に、被記録媒体としての用紙３を給紙するための給紙部４、上記感光体ドラム３０を露光するスキャナ部１８、給紙された用紙３に画像を形成するための画像形成ユニット２０、及び、画像形成ユニット２０に対して用紙３を搬送する用紙搬送部３５などを備えている。なお、以下の説明において、図１における右側を前方とする。

（１）給紙部
給紙部４は、本体ケーシング２内の底部に、着脱可能に装着される供給トレイとしての給紙トレイ７と、給紙トレイ７の前端部の上方に設けられる分離ローラ８および分離パッド９と、分離ローラ８の後側に設けられるピックアップローラ１０と、分離ローラ８の前側上方に配置される一対の紙粉取りローラ１１と、紙粉取りローラ１１の上方に設けられる一対のレジストローラ１２Ａ，１２Ｂとを備えている。

給紙トレイ７は、薄皿状をなし、その内側に画像を形成するための用紙３を積載可能となっている。給紙トレイ７の前端部に設けられた前面壁１３は、本体ケーシング２の前面において、フロントカバー６の下側に配されており、この前面壁１３を前側に引くことで給紙トレイ７を本体ケーシング２の前方へ水平に引き出し可能となっている。給紙トレイ７の底面には、用紙３を積層状に載置可能な用紙押圧板７Ａが設けられており、この用紙押圧板７Ａは、後端部において回動可能に支持されるとともに、図示しないばねによって前端部が上方向に付勢されている。これにより給紙トレイ７内に積層された用紙３は前端側が上方に付勢された状態となる。

給紙トレイ７の最上位にある用紙３は、用紙押圧板７Ａの付勢力によってピックアップローラ１０に向かって押圧され、ピックアップローラ１０の回転によって、分離ローラ８と分離パッド９との間に向けて搬送開始される。そして、その用紙３は、分離ローラ８の回転によって、分離ローラ８と分離パッド９との間に挟まれたときに１枚ごとに捌かれて給紙される。給紙された１枚の用紙は、紙粉取りローラ１１によって紙粉が取り除かれた後、レジストローラ１２Ａ，１２Ｂに搬送される。

レジストローラ１２Ａ，１２Ｂは、駆動ローラ１２Ａ及び従動ローラ１２Ｂから構成され、用紙３をレジスト後に、前方から後方へと折り返すようなＵ字形をなす給紙パス１４を介して後述する用紙搬送部３５の転写ベルト（用紙搬送ベルト）３８上へ折り返し搬送する。

（２）スキャナ部
本体ケーシング２内の最上部には、露光手段としてのスキャナ部１８が設けられている。このスキャナ部１８は、所定の画像データに基づいた各色毎のレーザ光Ｌを対応する感光体ドラム３０（後述する）の表面上に高速走査にて照射する。各色に対応した４本のレーザ光Ｌは、スキャナ部１８の底面から斜め後下方に向けて射出される。各レーザ光Ｌの光路は、前後に一定間隔を開けて配され、互いに平行をなす。

（３）画像形成ユニット
本体ケーシング２内には、スキャナ部１８の下側に画像形成ユニット収容部１９が設けられ、ここに画像形成ユニット２０が着脱可能に収容されている。画像形成ユニット２０は、フレーム２１を備えており、このフレーム２１には、像担持体としての感光体ドラム３０、帯電手段としてのスコロトロン型帯電器３１、現像器としての４つの現像カートリッジ２２、およびクリーニングブラシ３３が保持されている。なお、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応する、これらの構成はいずれも同一構造であるため、図１，２では、紙面左端のものについてのみ符号を付し、他のものについては省略されている。

４つの各現像カートリッジ２２は、フレーム２１に対して着脱可能に装着されており、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色に対応している。現像カートリッジ２２は、下側が開放される箱形の収容ケース２３を備えており、収容ケース２３内の上部には各色の正帯電性の非磁性１成分のトナーが充填されるトナー収容室２４が形成されている。トナー収容室２４内にはアジテータ２４Ａが設けられ、このアジテータ２４Ａが図示しないモータからの動力の入力により回転駆動されることで内部のトナーが撹拌される。トナー収容室２４の下側には、供給ローラ２５、現像ローラ２６および層厚規制ブレード２７が設けられている。

供給ローラ２５は、現像カートリッジ２２の収容ケース２３に回転可能に支持されており、金属製のローラ軸を、導電性の発泡材料からなるローラで被覆することにより構成されている。また、この供給ローラ２５は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

現像ローラ２６は、供給ローラ２５の斜め後下方において、供給ローラ２５と互いに圧縮されるように接触した状態で、現像カートリッジ２２の収容ケース２３に回転可能に支持されている。また、現像ローラ２６は、現像カートリッジ２２がフレーム２１に装着された状態で、感光体ドラム３０に対向して接触する。この現像ローラ２６は、金属製のローラ軸を、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴムまたはシリコーンゴムからなるローラ本体で被覆することにより構成されている。またローラ本体の表面には、フッ素が含有されているウレタンゴムまたはシリコーンゴムのコート層が被覆されている。現像ローラ２６には、現像時に現像バイアスが印加される。また、現像ローラ２６は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

層厚規制ブレード２７は、金属の板ばね材からなるブレード本体の先端部に、絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部を備えている。この層厚規制ブレード２７は、現像ローラ２６の上方において収容ケース２３に支持されて、押圧部がブレード本体の弾性力によって現像ローラ２６上に圧接されている。

そして、現像時には、トナー収容室２４から放出されたトナーが供給ローラ２５の回転によって、現像ローラ２６に供給され、このとき、供給ローラ２５と現像ローラ２６との間で正に摩擦帯電される。現像ローラ２６上に供給されたトナーは、現像ローラ２６の回転に伴って、層厚規制ブレード２７と現像ローラ２６の間に進入し、ここでさらに十分に摩擦帯電されて、一定の厚さの薄層として現像ローラ２６上に担持される。

感光体ドラム３０は、円筒形状をなし、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。感光体ドラム３０は、ドラム本体の軸心において、ドラム本体の長手方向に沿って延びる軸としての金属製のドラム軸がフレーム２１に支持されることでドラム軸を中心に回転自在に設けられている。また、感光体ドラム３０は、図示しないモータからの動力の入力により回転駆動される。

スコロトロン型帯電器３１は、感光体ドラム３０の後側斜め上方において、感光体ドラム３０と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３０と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３１は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３０の表面を一様に正極性に帯電させる。
クリーニングブラシ３３は、感光体ドラム３０の後側に感光体ドラム３０と対向して接触するように配置されている。

感光体ドラム３０の表面は、その回転時、まず、スコロトロン型帯電器３１により一様に例えば＋９００Ｖに正帯電される。その後、スキャナ部１８からのレーザ光の高速走査により露光されて表面電位が部分的に例えば＋１００Ｖにされることで、用紙３に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ２６の回転により、現像ローラ２６上に担持されかつ正帯電されているトナーが、感光体ドラム３０（感光体ドラム３０と現像ローラ２６との間の電位差（現像バイアス）は例えば＋４５０Ｖ）に対向して接触するときに、感光体ドラム３０の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３０の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３０の表面には、反転現像によるトナー像が担持される。

その後、感光体ドラム３０の表面上に担持されたトナー像は、次述する転写ベルト３８によって搬送される用紙４が、感光体ドラム３０と転写ローラ３９との間の転写位置を通る間に、転写ローラ３９に印加される負極性の転写バイアス（例えば−７００Ｖ）によって、用紙３に転写される。こうしてトナー像が転写された用紙３は、次いで定着器４２に搬送される。

（４）用紙搬送部
用紙搬送部３５は、画像形成ユニット収容部１９に装着される画像形成ユニット２０の下方に配置されている。この用紙搬送部３５は、後側と前側とに間隔をおいて互いに平行に設けられた一対のベルト支持ローラ３６，３７（請求項１の「１対の支持ローラ」に相当）と、両ローラ３６，３７間に掛け渡された転写ベルト３８（請求の範囲の「無端ベルト」に相当）とを備え、後側のベルト支持ローラ３６がモータの動力により回転駆動されることで転写ベルト３８が循環移動（周回移動）する構成になっている。転写ベルト３８は、その幅寸法は印字可能な最大用紙サイズ（本実施形態では、例えばＡ４サイズ）の幅寸法以上になっている。

転写ベルト３８の内側には、前述した画像形成ユニット２０の各感光体ドラム３０と対向配置される４つの転写ローラ３９が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３０と対応する転写ローラ３９との間に転写ベルト３８が挟んだ状態となっている。また、転写ベルト３８の下側には、転写ベルト３８上に付着した残留トナーを清掃するためのクリーニングローラ４０を有するベルトクリーニング部４１が設けられている。前述のレジストローラ１２Ａ，１２Ｂから送り出された用紙３は、給紙パス１４を通過して、転写ベルト３８の上面前端付近に当接し、ここで転写ベルト３８の上面に静電吸着して転写ベルト３８の循環移動に伴って後方へ搬送される。

（５）定着器
定着器４２は、本体ケーシング２内における用紙搬送部３５の後方に配置されている。この定着器４２は、互いに対向配置された加熱ローラ４３及び加圧ローラ４４等から構成され、用紙３上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。そして、熱定着された用紙３は、定着器４２の斜め後上方に配置された搬送ローラ４５により本体ケーシング２の上部に設けられた排紙ローラ４６へ搬送される。本体ケーシング２の上面には、前端側がほぼ水平で、後端側が後下がりに傾斜した排紙トレイ４７が設けられ、排紙ローラ４６から排出された画像形成後の用紙３がこの排紙トレイ４７上に積層される。

２．ベルトユニット及び張力付与機構について
（ａ）ベルトユニット
図２は、レーザプリンタ１から、画像形成ユニット２０とベルトユニット５０とを取り外した状態を示す側断面図である。本実施形態において、レーザプリンタ１の本体ケーシング２からベルトユニット５０が取り外された構成が、請求の範囲の「画像形成装置本体」に相当する。

同図に示すように、本体ケーシング２は、排紙トレイ４７を兼ねる上面部分が後端側を中心として開閉可能な上面カバー２Ａとなっており、この上面カバー２Ａを開くことで、画像形成ユニット２０及びベルトユニット５０を本体ケーシング２から着脱させることができるようになっている。なお、上面カバー２Ａは下面側が開放した箱形をなし、この中にスキャナ部１８が収容されている。

ベルトユニット５０は、画像形成ユニット収容部１９と給紙トレイ７とで上下に挟まれるベルトユニット収容部４８に着脱可能に設けられている。

本実施形態のベルトユニット５０は、全体としてコの字状のフレーム５１の後端側にベルト支持ローラ３６がそのローラ軸を支持する軸受け部３６Ａを介して回転可能に支持され、前端側にベルト支持ローラ３７がそのローラ軸を支持する軸受け部３７Ａを介して回転可能に支持されている。また、フレーム５１の対向する左右側壁には、上述した４つの転写ローラ３９が等間隔隔てて前後方向に並ぶように回転可能に支持されている。なお、ベルトユニット５０には、ベルトユニット収容部４８に装着した状態（図１参照）で、転写ベルト３８を挟んでクリーニングローラ４０に押圧されるバックアップローラ５３を回転可能に支持している。

後端側のベルト支持ローラ３６は、ベルトユニット５０をベルトユニット収容部４８に装着した状態で、本体ケーシング２側に設けられた図示しない駆動モータとギア連結され、画像形成動作時にはこの駆動モータの駆動力が与えられて図示反時計回りに回転駆動される。一方、前端側のベルト支持ローラ３７は、フレーム５１の前端側において前後方向にスライド可能に設けられたスライド軸受け部材５２にベルト支持ローラ３７の軸受け部３７Ａが軸支されており、これにより、後端側のベルト支持ローラ３６に対して前後方向に相対移動できるようになっている。そして、この１対のベルト支持ローラ３６，３７に無端状の転写ベルト３８が張架されている。

ここで、従来の転写ベルトは、一般に、ポリアミドやホリカーボネートからなるベルトが採用されている。これは、線膨張係数が約０．００００８cm/cm/℃と比較的に小さい反面、硬質であるために割れ易く寿命が短いという欠点がある。これに対して、本実施形態の転写ベルト３８は、上記ポリアミドベルト等に比べて軟質で寿命が長いエラストマーからなる弾性ベルトを採用している。しかし、この線膨張係数は約０．０００１５cm/cm/℃と比較的に大きく、特に定着器４２近辺を移動する転写ベルト３８においてはその定着器４２等による温度変化によってベルト自体が大きく伸縮する。このようにヤング率が小さく線膨張係数が大きく温度変化によって大きく伸縮する転写ベルト３８を、その伸縮に対して安定的な張力を付与するには、バネ定数が小さいバネを使用する必要がある。バネ定数が小さければ、バネの伸縮によるバネ力変動が小さく安定した張力を転写ベルト３８に付与させることができるからである。

しかし、例えばコイルバネでは、バネ定数が小さいバネほど同一荷重に対する伸縮長が長くなるため、これをベルトユニット５０側に設ける構成とすると、ベルトユニット５０全体が大型化してしまうという欠点が生じる。そこで、本実施形態では、バネ定数が小さく伸縮長が長いコイルバネ５４を本体ケーシング２側に設ける構成としている。具体的には、例えば、転写ベルト３８は、２５℃でベルト長が６５０mmの場合、本体ケーシング２内の温度が２５℃から５０℃に上昇すると２．４４mm伸びる。このとき、上記１対のベルト支持ローラ３６，３７の離間距離変動は１．２２mmである。一方、逆に寒冷地、もしくは冬期の使用で、本体ケーシング２内温度が低い状態での使用を考慮した場合、本体ケーシング２内温度が１０℃に低下していると転写ベルト３８は１．４６mm縮む。このとき、上記１対のベルト支持ローラ３６，３７の離間距離変動は０．７３mmである。以上の条件にて、ベルト支持ローラ３６，３７間距離は温度変化分だけで１．９５mmの伸縮がある。この伸縮に対して荷重変動を１０％以内に抑えるためには、バネ定数は１．０３Ｎ/mm（０．１０kgf/mm）以下にする必要がある。

（ｂ）張力付与機構
本実施形態では、上記コイルバネ５４を有する張力付与機構６０が本体ケーシング２側に設けられている。具体的には、張力付与機構６０は、中央部が左右方向に沿った回転軸６１Ａに回転可能に支持された１対のレバー６１，６１と、それぞれのレバー６１，６１を付勢する１対のコイルバネ５４，５４とを備えている。各コイルバネ５４は、後端側が本体ケーシング２側に固定され、自由端となる前端側が各レバー６１の下端部に連結されており、各レバー６１は、上端部がコイルバネ５４の弾性力に抗して揺動可能とされている。２組のレバー６１及びコイルバネ５４は、収容されたベルトユニット５０の前端側を１対のレバー６１で挟むように配置されている。

また、ベルトユニット収容部４８には、ベルトユニット５０を位置決めする前端側位置決め部材６２と、後端側位置決め部材６３とが設けられている（図１では１点鎖線で図示）。前端側位置決め部材６２は、ベルトユニット５０のうちフレーム５１から突出するベルト支持ローラ３７のローラ軸の左右端部をそれぞれ支持する１対の軸受け部３７Ａを備える。後端側位置決め部材６３は、フレーム５１から突出するベルト支持ローラ３６のローラ軸の左右端部をそれぞれ支持する１対の軸受け部３６Ａが挿入されるガイド溝６３Ａが形成され、軸受け部３６Ａの左右端部をガイド溝６３Ａの奥側に案内することでベルトユニット５０が本体ケーシング２に対して位置決め固定されるようになっている（図１参照）。そして、この状態で、ベルトユニット５０は、本体ケーシング２に対して正規に装着された状態となる。そして、このとき、各レバー６１の上端部がベルト支持ローラ３７の軸受け部３７Ａの各端部に後方から突き当たり、コイルバネ５４が伸張状態に弾性変形し、このコイルバネ５４の復元力によってベルト支持ローラ３７がベルト支持ローラ３６に対して離間する方向（前方）に付勢され、もって転写ベルト３８に張力が付与される。

なお、本実施形態では、ベルトユニット５０は、上方から前端側位置決め部材６２及び後端側位置決め部材６３に装着する過程で、各レバー６１と接触し、その上端部を後方に退避させ、ベルトユニット５０が上述の正規に装着された状態（図１に示す状態）になると、退避状態を解除するベルトテンションリリース部（図示せず）が設けられている。これにより、ベルトユニット５０の装着動作に連動して、レバー６１を退避状態からその解除状態にさせることができるようになっている。

３．本実施形態の効果
（１）本実施形態によれば、転写ベルト３８を張架する１対のベルト支持ローラ３６及び３７に付勢力を与えて転写ベルト３８に張力を付与する張力付与機構６０を本体ケーシング２側に設けた構成としている。そして、この張力付与機構６０は、バネ定数が小さいコイルバネ５４を採用して、ヤング率が小さく線膨張係数が大きく温度変化によって大きく伸縮する転写ベルト３８に対して、安定した張力を付与できるようにした。つまり、ベルト支持ローラ３７の左右端部に対して変動の少ない付勢力を与えることができ、画像形成動作時における転写ベルト３８の斜行を抑制できる。

しかも、このようにバネ定数が小さく単位荷重に対する伸縮長が長いコイルバネ５４をベルトユニット５０側ではなく、本体ケーシング２側に設けることで、ベルトユニット５０の大型化を回避することができる。しかも、このような構成であれば、ベルトユニット５０単独でコイルバネ５４を保持する必要がなく、ベルトユニット５０に求められる剛性を低減させることができる。また、コイルバネ５４は、ベルトユニット５０が正規に装着された状態で弾性変形される構成であり、コイルバネをベルトユニット５０側に設けて常時弾性変形させたものに比べてクリープ変化に対して有利である。

（２）また、コイルバネ５４は、ベルトユニット５０が正規に装着された状態で伸張され、その復元力で転写ベルト３８に張力を付与する構成であり、コイルバネを圧縮させてその復元力で転写ベルト３８に張力を付与する構成に比べて、付勢方向の軸ずれがなく、安定した張力を付与することができる。

（３）また、ベルト支持ローラ３７を、ベルト支持ローラ３６の並び方向（前後方向）に沿って離間させる方向に付勢する構成である。従って、転写ベルト３８が温度変化によってベルト長が変動しても、１対のベルト支持ローラ３６，３７が上下方向に変位することはない。即ち、転写ベルト３８は、上側ベルト部分に対向配置される画像形成ユニット２０、下側ベルト部分に対向配置されるベルトクリーニング部４１それぞれに対する上下方向の位置ずれはなく、正常に画像形成及びクリーニング動作を行うことができる。

＜実施形態２＞
図３，４は（請求項２の発明に対応する）実施形態２を示す。前記実施形態１は、用紙３を搬送する転写ベルト３８を備える、ダイレクトタンデム型のレーザプリンタ１を例に挙げて説明したが、本実施形態では、中間転写ベルト７１を備える、いわゆる中間転写タンデム型のカラーレーザプリンタ７０に対して本発明を適用した例である。以下、実施形態１と同じ構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

レーザプリンタ７０は、上記給紙トレイ７からの用紙３を搬送する転写ベルト３８の代わりに、エラストマーベルトである中間転写ベルト７１を備えている。中間転写ベルト７１は３つのベルト支持ローラ７２，７３，７４によって張架されており、前側のベルト支持ローラ７２が回転駆動されることで中間転写ベルト７１が図示時計回りに循環移動される。そして、中間転写ベルト７１が１周回転する間に１色ずつトナー像が中間転写ベルト７１に順次転写され、下側に位置するベルト支持ローラ７４と転写ローラ７５とが対向する転写位置にて４色によるトナー像が一括で用紙３に転写される。この構成において、ベルトクリーニング部７６は、ベルト支持ローラ７４と転写ローラ７５との転写位置よりも下流側において、中間転写ベルト７１のうちベルト支持ローラ７３，７４との間のベルト部分をクリーニングする位置に配置されている。

この構成では、前後方向に並ぶ１対のベルト支持ローラ７２，７３と、それらの間でベルト支持ローラ７３寄りの下方に位置するベルト支持ローラ７４との３つのベルト支持ローラによって中間転写ベルト７１が張架されている。そして、ベルトユニット７５は、これら３つのベルト支持ローラ７２〜７４、４つの転写ローラ３９をフレーム７７に回転可能に支持した構成とされ、後端側のベルト支持ローラ７３が、スライド軸受け部材７８に軸受けされて前後方向にスライド可能になっている。

図４に示すように、本実施形態においても、上記実施形態１と同様に、画像形成ユニット２０及びベルトユニット７５が本体ケーシング２から上面カバー２Ａを介して着脱可能となっており、張力付与機構７９が本体ケーシング２側に設けられている。張力付与機構７９は、上記実施形態１の２組のレバー６１及びコイルバネ５４と同様の、２組のレバー８０及びコイルバネ８１を備える。具体的には、コイルバネ８１の前端側が本体ケーシング２側に固定され、自由端となる後端側が各レバー８０の下端部に連結されており、各レバー８０の上端部が、ベルト支持ローラ７３の軸受け部７３Ａの両端部にそれぞれ前方から突き当たる。このとき、各コイルバネ８１は、伸張状態に弾性変形し、この復元力によってベルト支持ローラ７３がベルト支持ローラ７２に対する離間方向（後方）に付勢され、もって中間転写ベルト７１に張力が付与される（図３に示す状態）。

この構成によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、中間転写ベルト７１のベルト長が伸縮してベルト支持ローラ７３が変位しても、感光体ドラム３０が対向される上側ベルト部分は、当該感光体ドラム３０に対して上下方向の変位はなく、正常に画像形成動作を行うことができる。また、この場合、ベルト支持ローラ７２，７４の間のベルト部分についてもその長手方向に直交する方向における変位がないため、ここにベルトクリーニング部など他のプロセス部を設けることができる。また、ベルト長が同じ長さだけ伸長した場合において、付勢すべきベルト支持ローラ７３の移動量は、上記特許文献１の構成に比べて小さいため、装置の小型化を図ることができる。

＜実施形態３＞
図５は（請求項３の発明に対応する）実施形態３を示す。上記実施形態１ではコイルバネ５４を１対設けた構成としたが、本実施形態では、コイルバネ５４を１本としている点で異なる。その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

本実施形態のレーザプリンタ９０では、１組のコイルバネ５４及びレバー６１が本体ケーシング２の左右方向中央位置に設けられている。そして、上記ベルトクリーニング部４１と同様のベルトクリーニング部９２は、これらのコイルバネ５４及びレバー６１を避けるように前端部下面側が凹んだ形状となっている。

一方、ベルトユニット９１には、全体としてコの字形をなし、その両端部が、ベルト支持ローラ３７のローラ軸の左右端部を支持する１対の軸受け部７３Ａのそれぞれ連結された引っ掛け部９３（請求の範囲の「係合部及び結合部」に相当）が設けられている。そして、引っ掛け部９３の両端部間の結合部分の中央位置に、レバー６１の上端部が後方から突き当てられ、これにより、伸張状態となるコイルバネ５４の復元力によってベルト支持ローラ３７がベルト支持ローラ３７に対して離間する方向（前方）に付勢され、もって転写ベルト３８に張力が付与される。

本構成によれば、１つのコイルバネ５４によって、付勢すべきベルト支持ローラ３７のローラ軸の両端部を付勢するから、ローラ軸の両端部を個別の付勢バネによって付勢する構成に比べて当該ベルト支持ローラ３７に対して軸方向両端に均等な付勢力を与えることができる。

＜実施形態４＞
図６は（請求項６の発明に対応する）実施形態４を示す。前記実施形態１との相違は、主として、付勢バネをベルトユニット側に設けたところにあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

図６に示すように、本実施形態に係るレーザプリンタ１００では、ベルトユニット１０１は、ベルト支持ローラ３６及び転写ローラ３９等を支持するフレーム１０２の前端側に、当該フレーム１０２に対して前後にスライド可能なスライド部材１０３が設けられ、このスライド部材１０３とフレーム１０２の前端との間に、ベルト支持ローラ３７が軸受け部材１０４を介して前後方向に移動可能に設けられている。そして、スライド部材１０３と、軸受け部材１０４とは、それぞれの左右壁部分が１対のコイルバネ１０５によって連結されている。

これに対して、本体ケーシング２側には、スライド部材１０３の左右方向中央位置に後方から接触する係止レバー１０６（請求の範囲の「係止部材」に相当）が回転可能に設けられている。この係止レバー１０６は、その基端部が左右方向に沿った回転軸１０６Ａを中心に傾動可能に設けられ、図６に示すように、スライド部材１０３を前方に付勢して、コイルバネ１０５の伸張による張力を転写ベルト３８に付与する張力付与姿勢と、後方に倒れてその張力付与状態を解除する解除姿勢とに選択的に保持できるようになっている。

本構成によれば、係止レバー１０６を傾動させるだけで、転写ベルト３８への張力付与状態と、その解除状態とにすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）実施形態２では、第３の支持ローラに相当するベルト支持ローラ７４が複数設けられた構成であってもよい。

（２）上記実施形態では、タンデム方式のカラーレーザプリンタに適用した例を説明したが、用紙を画像形成位置へと搬送する転写ベルトや、中間転写ベルトを備えるものであれば、単色或いは他の方式のレーザプリンタに対しても適用することができる。

本発明の実施形態１に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 画像形成ユニット及びベルトユニットを取り外した状態を示すレーザプリンタの側断面図 実施形態２に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 画像形成ユニット及びベルトユニットを取り外した状態を示すレーザプリンタの側断面図 実施形態３に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図 実施形態４に係るレーザプリンタの概略構成を示す側断面図

符号の説明

１，７０，９０，１００…レーザプリンタ（画像形成装置）
３０…感光体ドラム（像担持体）
３６，３７…ベルト支持ローラ（１対の支持ローラ）
３８…転写ベルト（無端ベルト）
５０，７５，９１…ベルトユニット
５４，８１…コイルバネ（付勢バネ）
７１…中間転写ベルト（無端ベルト）
７２，７３…ベルト支持ローラ（第１及び第２の支持ローラ）
７４…ベルト支持ローラ（第３の支持ローラ
９３…引っ掛け部（係合部、結合部）
１０６…係止レバー（係止部材）
１０５…コイルバネ（バネ部材）

Claims (6)

1. 無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する１対の支持ローラとを有するベルトユニットが、現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置本体に着脱可能に収容され、前記ベルトユニットが収容された状態で前記支持ローラを付勢して前記無端ベルトに張力を付与する張力付与機構が前記画像形成装置本体側に設けられた画像形成装置であって、
   前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に収容された状態で、前記無端ベルトのうち前記１対の支持ローラ間において当該１対の支持ローラの並び方向に沿ったベルト部分の外周面に前記像担持体が対向する位置に配され、
   前記張力付与機構は、前記１対の支持ローラのいずれか一方の支持ローラを、当該１対の支持ローラの離間方向に付勢して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とする画像形成装置。
2. 無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する第１及び第２の支持ローラと、前記第１及び第２の支持ローラを含む平面に対して垂直方向に外れた位置において前記無端ベルトをその内側面側で支持する１又は複数の第３の支持ローラとを有するベルトユニットが、現像剤像を担持する像担持体を有する画像形成装置本体に着脱可能に収容され、前記ベルトユニットが収容された状態で前記支持ローラを付勢して前記無端ベルトに張力を付与する張力付与機構が前記画像形成装置本体側に設けられた画像形成装置であって、
   前記ベルトユニットは、前記画像形成装置本体に収容された状態で、前記無端ベルトのうち前記第１及び第２の支持ローラ間において当該第１及び第２の支持ローラの並び方向に沿ったベルト部分の外周面に前記像担持体が対向する位置に配され、
   前記張力付与機構は、前記第１及び第２の支持ローラのいずれか一方の支持ローラを、当該第１及び第２の支持ローラの離間方向に付勢して前記無端ベルトに張力を付与することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記張力付与機構は、一端部が固定されたコイルバネと、そのコイルバネの自由端に連結された係合部とを備え、
   コイルバネは、前記ベルトユニットが収容された状態で付勢すべき支持ローラの回転軸と前記係合部とが係合することで伸張することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記張力付与機構は、前記ベルトユニットが収容された状態で付勢すべき支持ローラの回転軸の両端部にそれぞれ係合する１対の係合部と、それら１対の係合部を結合する結合部と、その結合部の中央位置に一端が連結され前記ベルトユニットが収容された状態で弾性変形する１つの付勢バネと、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記無端ベルトは、線膨張係数が０．０００１５cm/cm/℃以上であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 無端ベルトと、前記無端ベルトをその内周面側で支持する複数の支持ローラとを備えるベルトユニットが、画像形成装置本体に着脱可能に収容される画像形成装置であって、
   前記ベルトユニットは、一端部が前記１対の支持ローラのいずれか一方の支持ローラ側に連結され、他端部が被係止部に連結されたバネ部材を備え、
   前記画像形成装置本体は、前記ベルトユニットが収容された状態で、前記被係止部を係止して前記バネ部材を介して前記一方の支持ローラを前記無端ベルトの内周面に押圧させる係止部材を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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