JP4047085B2 - ベルト走行装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無端ベルトを循環駆動するベルト走行装置及び該ベルト走行装置を、転写材を吸着搬送する転写材搬送体又は複数の現像像を担持する中間転写体として用いた電子写真式画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式の画像形成装置においては、特にカラー画像形成装置のように同一転写材に複数色の現像像を各色毎に転写してカラー画像を得る構成が提案されている。例えば、像担持体である感光体ドラムに各色毎に潜像を形成し、該潜像を複数の現像器により現像像となし、該現像像を搬送ベルトに保持された転写材に順次転写してカラー画像を得る方法や、転写材の代わりに一旦ベルトやフィルム等の中間転写体に重畳的に順次転写した後に一括して転写材に転写してカラー画像を得る方法等がある。
【０００３】
現像像転写に無端状ベルトである前記搬送ベルトや中間転写体を使用する装置においては、前記ベルトをローラで張架したときにどうしても軸方向のどちらかに寄り力が発生して、ベルトが蛇行若しくは一方向に寄ってしまう。
【０００４】
そこで、従来からベルトの内面に寄り規制のためのリブ（突起）を形成し、該リブを受ける溝フランジと合わせてベルトの寄りを規制する構成が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、無端ベルトの寄る方向が一定であると、無端ベルトの寄り力に抗し切れず、該ベルトのリブが溝フランジへ走行される上流側で溝フランジに乗り上げ始め、周回するうちに該ベルトのリブが溝フランジに完全に乗り上げてしまい、画像形成装置においては画像のずれのみならず、ベルトのリブ部の局部的な伸びが発生してベルトに亀裂が入る等、ベルト自体が損傷するという不具合を発生する。
【０００６】
又、ベルト走行装置のベルトが画像形成装置の中間転写体として用いられている場合、画像を転写する転写材が中間転写体に巻き付き、用紙がベルト走行装置内部に入り込んでしまう場合がある。
【０００７】
従って、本発明の目的とする処は、無端ベルトの蛇行を防止してベルト自体の損傷を防ぐことができるベルト走行装置都これを備える画像形成装置を提供することにある。
【０００８】
又、本発明の目的とする処は、画像が転写される転写材がベルトに巻き付いた場合のジャム処理を容易に行うことができる画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、移動可能なループ状のベルトと、前記ベルトを内面側から張架する張架部材と、前記張架部材に対向する回転可能な回転体と、を有し、前記ベルトは前記ベルトの第一の端部よりも第二の端部に近い側に第一の嵌合部を有し、前記張架部材は第二の嵌合部を有し、前記張架部材に対して、前記ベルトが移動することによって前記ベルトには前記第二の端部から前記第一の端部に向かって寄り力が生じ、前記ベルトは前記第一の嵌合部と前記第二の嵌合部が嵌合することで前記ベルトの寄りが規制され、前記第一の嵌合部と前記第二の嵌合部が嵌合している時に前記回転体は前記ベルトと接触せず、前記第一の嵌合部が前記第二の嵌合部から外れかけている時に前記回転体は前記ベルトの外面と接触して前記回転体が前記第一の嵌合部から前記第二の嵌合部が外れることを抑止する画像形成装置において、前記回転体は前記回転体の回転軸線が前記ベルトの移動方向に直交する仮想線に対して角度を有するように配置され、前記角度は前記回転軸線が前記第二の端部から前記第一の端部に向かって前記仮想線に対して前記ベルトの移動方向に開いている角度であり、前記角度が鋭角であることを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。但し、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
＜実施の形態１＞
本発明に係る画像形成装置の実施の形態１について図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成図、図２はベルト走行装置３の斜視図、図３及び図４は図２におけるＤでの断面図である。本実施形態において画像形成装置はレーザービームプリンタを例に用いて説明する。
【００１９】
図１に示す画像形成装置は、４つの現像器６（６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋ）と４つの像担持体４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ）とが各色ごとにユニットになっており、給送部１から供給された転写材２を吸着搬送するベルト走行装置３によって搬送される転写材２に順次トナー像を転写し、その後定着手段７によって転写材２上のトナー像が定着され、排出ローラ対８によって装置上部の排出部９へ排出するものである。以下に各部について順に説明する。
【００２０】
（給送部）
給送部１はベルト走行装置３へと記録紙２を供給するものであり、複数枚の記録紙２を収納した給送カセット１ａを装置本体Ａの内底部に装填している。画像形成時には給送ローラ１ｂが画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット１ａ内の記録紙２を１枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板１ｃによってガイドし、レジローラ１ｄを通してベルト走行装置３へと搬送する。
【００２１】
（像担持体）
像担持体４の周上にはそれぞれ一次帯電手段４ｂ、クリーナ４ｃが配置され、像担持体４は現像器６と共にユニット化されており、像担持体の寿命又はトナー残量或は廃トナー量に合わせて装置本体Ａ上方から容易に交換可能である。
【００２２】
像担持体４への露光は、スキャナー部１０から送られる。即ち、画像信号が図示しないレーザーダイオードに与えられると、レーザーダイオードはこれに対応する画像光をポリゴンミラーへ照射する。このポリゴンミラーはスキャナーモータによって高速で回転し、ポリゴンミラーで反射した画像光が結像レンズ及び反射ミラーを介して像担持体４を選択的に露光するように構成している。
【００２３】
一次帯電手段４ｂは、所謂接触帯電方法を用いたものであり、導電性ローラを像担持体４に当接させ、この導電性ローラに電圧を印加することによって、像担持体４の表面を一様に帯電させるものである。
【００２４】
クリーナ４ｃは、現像器６によって像担持体４に可視像化された現像剤（以下、トナーと言う）が転写材２に転写された後、像担持体４上に残ったトナーを除去するものである。本実施の形態において、クリーナ４ｃは像担持体４上にカウンター方向に配置されたブレードである。
【００２５】
（現像手段）
容器内のトナーを送り機構によって塗布ローラ６ａへ送り込み、回転する塗布ローラ６ａによって回転する現像スリーブ６ｂの外周にトナーを薄膜塗布し、且つ、トナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像スリーブ６ｂと、潜像が形成された像担持体４との間に現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて像担持体４にトナー現像を行うものである。
【００２６】
又、各現像器６の現像スリーブ６ｂは、装置本体Ａに設けられた図示しない各現像用高圧電源とそれぞれ接続されており、それぞれ選択的に電圧が印加される。
【００２７】
（定着部）
定着手段７は転写材２に形成した画像を定着させるものであり、図１に示すように、駆動回転する駆動ローラ７ａと、これに圧接して記録紙２に熱及び圧力を加える定着ローラ７ｂとから成る。即ち、像担持体４上のトナーを順次転写された転写材２は、定着手段７を通過する際に駆動ローラ７ａで搬送されるとともに、定着ローラ７ｂによって熱及び圧力を印加される。これにより画像形成トナーが記録紙２に定着する。
【００２８】
（転写材搬送体）
ベルト走行装置３は給送部１から給送される記録紙２を吸着し、各色の転写部へ搬送し、転写材２上に各色現像像を重畳的に順次転写するものである。本実施の形態において、ベルト走行装置３は無端状の樹脂ベルト（静電搬送ベルト）３ａを駆動ローラ１２、吸着ローラ１３、テンションローラ１４、ベルトクリーニング対向ローラ１９の４本のローラにより張架して構成している。
【００２９】
図２に示すように、各ローラ１２，１３，１４，１９は、両側板１６に向けた軸受１２ａ，１３ａ，１４ａ，１９ａによって回転自在に軸支され、駆動ローラ１２が回転することにより画像形成動作に応じて図１に示す矢印Ｃ方向に回転する。そして、駆動ローラ１２、吸着ローラ１３、ベルトクリーニング対向ローラ１９の軸受１２ａ，１３ａ，１９ａは両側板１６に精度良く位置決めされ、テンションローラ１４の軸受１４ａは両側板１６に対してローラ軸方向と交差する方向にスライド可能に取り付けられ、軸受１４ａそれぞれに圧を与えている付勢手段としてのテンションバネ１４ｂによってベルト３ａに張力を与えている。
【００３０】
静電搬送ベルト３ａの両端部内面には、寄りを規制するリブ３ｂが取り付けられている。一方、吸着ローラ１３端部には溝フランジ１３ｂを設けており、リブ３ｂと嵌合して静電搬送ベルト３ａの軸方向への移動を規制している。
【００３１】
複数の軸に張架された樹脂ベルトは、軸方向に力を受けていなければ軸方向に寄ることはない筈であるが、軸間距離の精度やベルト周長の幅方向左右差、ベルトの厚み変化によってベルト幅方向に寄り力が発生してしまう。従って、上記リブ３ｂによる寄り規制を行っている場合には、該リブ３ｂは溝フランジ１３ｂの左右どちらか不特定の方向に寄り、寄り力が強い場合にはリブ３ｂが溝フランジ１３ｂに乗り上がってしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態においては、リブ３ｂが溝フランジ１３ｂへ走行される上流付近であって、前記ベルト３ａのリブ３ｂ近傍の外周にベルト３ａの脹らみを防止するコロ２０をローラと略平行に設けている。図３及び図４に示すように、コロ２０は不図示の筐体に回動自在に支持され、ベルト３ａの外周表面からコロ２０の外形までの距離Ｌはリブ３ｂの厚みｔ以下である。
【００３３】
これにより、ベルト３ａに寄り力が発生し、リブ３ｂが溝フランジ１３ｂに乗り上げようとしても、コロ２０がベルト３ａ表面を押えることで、リブ３ｂの脱輪およびベルト３ａの損傷を防止することができる。
【００３４】
図３においては、図中右方向に寄り力が発生しているが、左方向に寄り力が発生した場合も同様である。又、リブがベルト幅方向の片側にのみ設けられている場合でも同様の効果を発揮する。
【００３５】
（画像形成動作）
次に、前記構成の装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００３６】
静電搬送ベルト３ａの回転と同期して像担持体４を図１の矢印Ｂ方向へ回転し、この像担持体４に対して一次帯電手段４ｂによって像担持体４表面を均一に帯電するとともに、スキャナー部１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂｋ）により各色の画像の光照射を行い、像担持体４上に各色潜像を形成する。この潜像形成と同時に前記像担持体４上の潜像にトナーが付着するように像担持体４の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加して現像し、転写手段１８によって給送部１より給送され、静電搬送ベルト３ａによって搬送された記録紙２に順次転写する。
【００３７】
そして、画像形成後は、記録紙２を定着手段７へ搬送し、該定着手段７でトナー定着を行った後に排出ローラ対８によって排出部９へ排出して画像形成を終了する。
【００３８】
＜実施の形態２＞
次に、本発明に係る画像形成装置の実施の形態２について図面を用いて説明する。
【００３９】
図５は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成図、図６は中間転写体の上面図、図７は図６におけるＤ−Ｄ断面である。尚、前記実施の形態１と同様の構成についての説明は省略する。
【００４０】
図５に示す画像形成装置は、回転移動可能な４つの現像器６を装填して成る現像ユニット５によって像担持体４上に形成された静電潜像を現像し、現像像をベルトユニットである中間転写体３に重畳的に一次転写してから、一括して給送部１から供給した転写材２に二次転写し、その後、定着手段７によって熱と圧力を加えることによりカラー画像を形成し、排出ローラ対８によって装置上部の排出部９へ排出するものである。以下に各部について順に説明する。
【００４１】
（給送部）
給送部１は中間転写体３へと転写材２を供給するものであり、レジシャッター１ｄを通して中間転写体３へと搬送する。
【００４２】
（像担持体）
像担持体４は、像担持体ユニットカバー４ａに回動自在に軸支されている。像担持体４の周上には一次帯電手段４ｂ、クリーナ４ｃが配置され、又、前記回転軸の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、像担持体４を画像形成動作に応じて図１の矢印Ｂ方向へ回転させるように構成している。
【００４３】
この像担持体ユニットは中間転写体ユニットと共にユニット化されており、像担持体４上にカウンター方向に配置されたブレードであるクリーナ４ｃによってクリーニングされた廃トナーは、中間転写体ユニット側の廃トナー容器の中に送られる。像担持体の寿命または廃トナー容量に合わせて装置本体Ａ上方から容易に交換可能である。
【００４４】
（現像手段）
前記潜像を可視像化するために、現像ユニット５には４つの現像器（イエロー６Ｙ、マゼンタ６Ｍ，シアン６Ｃ，ブラック６Ｂｋ）を配置している。画像形成に際しては現像ユニット５が軸５ａを中心に回転移動し、現像すべき色に応じた各現像器６Ｙ〜６Ｂｋが像担持体４に対向した位置で停止する。更に、現像スリーブ６ｂが像担持体４に対し突き当たるように現像ユニット５が揺動する。
【００４５】
又、各現像器６の現像スリーブ６ｂは、各現像器６が現像位置に回転移動されたときに装置本体Ａに設けられた図示しない各現像用高圧電源と接続されており、各色の現像毎に選択的に電圧が印加される。尚、前記回転可能な現像器は装置本体Ａに対して装置本体Ａの上方から個別に着脱可能に構成している。
【００４６】
（中間転写体ユニット）
ベルト走行装置である中間転写体ユニット３の中間転写体３ａは各色現像像を重畳的に順次転写されてから、一括して記録紙２転写するものである。本実施の形態において、中間転写体３ａは無端状の樹脂ベルトを、二次転写対向ローラを兼ねた駆動ローラ１２、従動ローラであるテンションローラ１４の２本のローラにより張架して構成している。
【００４７】
図６に示すように、各ローラ１２，１４は、両側板１６に向けた軸受１２ａ，１４ａによって回転自在に軸支され、駆動ローラ１２が回転することにより画像形成動作に応じて図５に示す矢印Ｃ方向に回転する。そして、駆動ローラ１２の軸受１２ａは両側板１６に精度良く位置決めされ、テンションローラ１４の軸受１４ａは両側板１６に対してローラ軸方向と交差する方向にスライド可能に取り付けられ、該軸受１４ａそれぞれに圧を与えている付勢手段としてのテンションバネ１４ｂによってベルト３ａに張力を与えている。この２軸の軸間距離は繰り返し転写する一次転写像がずれることなく重なるように、像担持体４の外周長のほぼ整数倍となる。
【００４８】
中間転写ベルト３ａの片側端部内面には、該ベルト３ａの軸方向の寄りを規制するリブ３ｂが取り付けられている。一方、従動ローラ１４端部には溝フランジ１４ｃを設けており、リブ３ｂと嵌合して中間転写ベルト３ａの軸方向への移動を規制している。
【００４９】
複数の軸に張架された樹脂ベルトは、軸方向に力を受けていなければ軸方向に寄ることはない筈であるが、軸間距離の精度やベルト周長の幅方向左右差、ベルトの厚み変化によって、ベルト幅方向に寄り力が発生してしまう。従って、上記リブ３ｂによる寄り規制を行っている場合には、該リブ３ｂは溝フランジ１４ｃの左右どちらか不特定の方向に寄ってしまうが、本実施の形態では、ベルト幅方向の片側にのみリブ３ｂを設けており、ベルト３ａがベルト幅中心方向にのみ寄り力を発生するように構成している。従って、寄り力が強い場合にはリブ３ｂが溝フランジ１４ｃのベルト幅中心側に乗り上がってしまう。
【００５０】
そこで、本実施の形態においては、リブ３ｂが溝フランジ１４ｃへ走行される上流付近であって、前記ベルト３ａのリブ３ｂ近傍の外周にベルト３ａの脹らみを防止するコロ２０を図６のように傾けて設けている。
【００５１】
図７に示すように、コロ２０は不図示の中間転写体ユニットの外装に回動自在に支持され、ベルト３ａの外周表面からコロ２０の外形までの距離Ｌはリブ３ｂの厚みｔ以下である。
【００５２】
これにより、ベルト３ａに寄り力が発生し、リブ３ｂが溝フランジ１３ｂに乗り上げようとしても、コロ２０がベルト３ａ表面を押え、ベルト幅外方向へ搬送することで、リブ３ｂの脱輪及びベルト３ａの損傷を防止することができる。
【００５３】
尚、本実施の形態においては、ベルト幅方向の片側にのみリブ３ｂを設けているが、図８及び図９に示すように、リブ３ｂをベルト幅方向両側に設けた場合はベルト３ａの寄り方向に拘らず効果を発揮する。
【００５４】
又、中間転写ベルト３ａの外周所定位置にはクリーニングユニット１１を設けており、給送した記録紙２に一括転写した後に残った残トナーを除去する。このクリーニングユニット１１は接離可能な帯電ローラ１１ａを中間転写ベルト３ａに当接させ、残トナーに転写時と逆の電圧を与えることにより像担持体４に残トナーを静電的に回収させ、上記像担持体４のクリーナ４ｃにより回収するものである。
【００５５】
尚、中間転写ベルト３ａのクリーニング方法としては、上記静電クリーニングに限定するものではなく、ブレードやファーブラシ等の機械的な方法やこれらを併用して構成することでも良い。
【００５６】
又、二次転写部Ｅでは、ベルト３ａから転写材２を分離するのに駆動ローラ１２の曲率を利用しているが、稀にベルト３ａから分離されず、ベルト３ａに巻き付いたまま中間転写体ユニット３内に転写材２が入り込んでしまう場合がある。中間転写体ユニット３は、Ｅ部のみベルト表面が露出しており、中間転写体ユニット３内に入り込んでしまった転写材２を取り除くのは困難である。
【００５７】
そこで、本実施の形態においては、図１０に示すように、中間転写体ユニット３を着脱するための把手２１付近であり、ベルト搬送面に面する外装にジャム処理ドア２２を設けている。
【００５８】
ジャム処理ドア２２は、把手２１を形成しているユニット外装に開閉自在に取り付けられており、手で操作できるようなねじ２３によって外装に固定されている。
【００５９】
これにより、ユニットを装置本体外に脱着しないでジャム処理ドア２２を開閉するだけで、ベルト３ａに巻き付いて中間転写体ユニット３内に入り込んでしまった転写材２を取り除くことができる。
【００６０】
（画像形成動作）
次に、前記構成の装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００６１】
中間転写ベルト３ａの回転と同期して像担持体４を図１の矢印Ｂ方向へ回転し、この像担持体４に対して一次帯電手段４ｂによって像担持体４表面を均一に帯電するとともに、スキャナー部１０によりブラック画像の光照射を行い、像担持体４上にブラック潜像を形成する。この潜像形成と同時にブラック現像器６Ｂｋを駆動し、前記像担持体４上の潜像にブラックトナーが付着するように像担持体４の帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加して現像し、一次転写ローラ１５に前記トナーと逆極性の電圧を印加して像担持体４上のトナーを中間転写ベルト３ａ上に転写する。
【００６２】
このようにブラックトナーの転写が終了すると、次の現像器６が回転移動し、像担持体４に対向して位置決めされ、ブラックと同様にしてシアン、マゼンタ、及びイエローの潜像形成及びトナー転写を順次行い、中間転写ベルト３ａ上にカラー画像を形成し、二次転写手段１７によって給送部１より給送された転写材２に一括転写する。
【００６３】
そして、画像形成後は、転写材２を定着手段７へ搬送し、該定着手段７でトナー定着を行った後に、排出ローラ対８によって排出部９へ排出して画像形成を終了する。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、移動可能なベルトが寄り方向に移動することの規制をより確実なものにできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るベルト走行装置の斜視図である。
【図３】図２におけるＤ断面図である。
【図４】図２におけるＤ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の全体構成図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るベルト走行装置の上面図である。
【図７】図６におけるＤ−Ｄ断面図である。
【図８】Ｄ−Ｄ断面図である。
【図９】Ｄ−Ｄ断面図である。
【図１０】感光体及び中間転写体ユニットの斜視図である。
【符号の説明】
Ａ 装置本体
Ｂ 感光体回転方向
Ｃ ベルト走行方向
１ 給送部
１ａ 給送カセット
１ｂ 給送ローラ
１ｃ ガイド板
１ｄ レジローラ、レジシャッター
２ 転写材
３ ベルト走行装置（転写材搬送体，中間転写体）
３ａ ベルト
３ｂ リブ
４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ 像担持体
４ａ 像担持体ユニットカバー
４ｂ 一次帯電手段
４ｃ クリーナ
５ 現像ユニット
５ａ 軸
６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋ 現像器
６ａ 塗布ローラ
６ｂ 現像スリーブ
７ 定着手段
７ａ 駆動ローラ

Claims (5)

1. 移動可能なループ状のベルトと、前記ベルトを内面側から張架する張架部材と、前記張架部材に対向する回転可能な回転体と、を有し、前記ベルトは前記ベルトの第一の端部よりも第二の端部に近い側に第一の嵌合部を有し、前記張架部材は第二の嵌合部を有し、前記張架部材に対して、前記ベルトが移動することによって前記ベルトには前記第二の端部から前記第一の端部に向かって寄り力が生じ、前記ベルトは前記第一の嵌合部と前記第二の嵌合部が嵌合することで前記ベルトの寄りが規制され、前記第一の嵌合部と前記第二の嵌合部が嵌合している時に前記回転体は前記ベルトと接触せず、前記第一の嵌合部が前記第二の嵌合部から外れかけている時に前記回転体は前記ベルトの外面と接触して前記回転体が前記第一の嵌合部から前記第二の嵌合部が外れることを抑止する画像形成装置において、
   前記回転体は前記回転体の回転軸線が前記ベルトの移動方向に直交する仮想線に対して角度を有するように配置され、前記角度は前記回転軸線が前記第二の端部から前記第一の端部に向かって前記仮想線に対して前記ベルトの移動方向に開いている角度であり、前記角度が鋭角であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記ベルトの外面から前記回転体までの距離は、前記第一の嵌合部の厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ベルトは、前記ベルトの第二の端部よりも第一の端部に近い側には嵌合部を有さないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. トナー像を担持する像担持体を有し、前記ベルトは前記像担持体上のトナー像の転写を受けることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. トナー像を担持する像担持体を有し、前記ベルトは転写材を担持し、前記像担持体上のトナー像は前記ベルト上の転写材に転写されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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