JP4265873B2 - ベルト装置及びそのベルト装置を有する画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト装置及びそのベルト装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数のローラに巻き掛けられて走行駆動されるベルトを備えたベルト装置は各種の機械、装置に広く採用されている。例えば、画像形成装置においては、画像を担持する像担持ベルトを有するベルト装置が用いられており、この像担持ベルトは感光体ベルト又は中間転写ベルトなどとして構成される。ベルト装置のベルトが劣化したり、寿命となったようなときは、当該ベルトは新たなベルトと交換される。ベルトの交換時には、交換すべきベルトを複数のローラから外し、次いで新たなベルトを複数のローラに巻き掛けて装着するのであるが、従来のベルト装置によると、このベルトの交換作業が大変煩雑で面倒なものとなっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の欠点を除去し、簡単にベルトの交換作業を行えるベルト装置を提供することを第１の目的とし、そのベルト装置を有する画像形成装置を提供することを第２の目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記第１の目的を達成するため、複数のローラに巻き掛けられたベルトを有するベルト装置において、前記複数のローラの全ての一方の端部を支持する第１の支持部材と、一部のローラの他方の端部を支持する第２の支持部材と、他のローラの他方の端部を支持する第３の支持部材とを有し、該第３の支持部材は第２の支持部材に着脱可能に固定されていて、前記第１の支持部材と第２の支持部材は、治具によって位置調整された状態で、ステーを介して互いに固定され、前記ベルトの内側空間に物品を収納することができると共に、前記ステーは、前記物品を収納する収納部を兼ねていて、該ステーは、当該ステーから物品を外部に取り出すときと、当該ステーに物品を入れるときに、その物品を案内するガイドとしての働きをなすことを特徴とするベルト装置を提案する（請求項１）。
【０００６】
また、上記請求項１に記載のベルト装置において、前記第３の支持部材は、１つのローラの他方の端部を支持していると有利である（請求項２）。
【０００９】
さらに、上記請求項１又は２に記載のベルト装置において、前記ベルトは、画像を担持する像担持ベルトより成ると有利である（請求項３）。
【００１０】
また、本発明は、上記第２の目的を達成するため、請求項３に記載されたベルト装置を具備することを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項４）。
【００１１】
その際、前記像担持ベルト上のトナー像を転写したあとに像担持ベルト上に残留するトナーを除去するクリーニング装置を有し、前記物品は、前記クリーニング装置により像担持ベルトから除去されたトナーを収容する廃トナータンクであると有利である（請求項５）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
図１は画像形成装置の一例を示す概略断面図である。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機等として構成されるものであるが、図１に示した画像形成装置はフルカラー画像を形成するカラープリンタとして構成されている。図１に示した画像形成装置の本体筐体５０内には、現像装置１２と、像担持ベルトの一例である無端状の感光体ベルト４と、同じく像担持ベルトの一例である無端状の中間転写ベルト１５がそれぞれ設けられている。感光体ベルト４は、駆動ローラ１と従動ローラ２，３に巻き掛けられ、中間転写ベルト１５は、クリーニング対向ローラ１６、一次転写ローラ１７、駆動ローラ１８、テンションローラ１９、二次転写対向ローラ２０の複数のローラに巻き掛けられている。
【００１３】
現像装置１２は、駆動ローラ１と従動ローラ２との間の感光体ベルト部分に対向して配置され、イエロー現像器１２Ｙ、マゼンタ現像器１２Ｍ、シアン現像器１２Ｃ及びブラック現像器１２ＢＫの４つの現像器を有している。各現像器１２Ｙ乃至１２ＢＫは、それぞれイエロートナーＹＴ、マゼンタトナーＭＴ、シアントナーＣＴ及びブラックトナーＢＫＴを収容した現像ケース１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３ＢＫと、その各トナーを担持して搬送する現像ローラ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４ＢＫとを有している。各現像器１２Ｙ乃至１２ＢＫは、図示していない駆動装置によって、感光体ベルト４の外周面に対して接近した現像位置と、その外周面から離隔した退避位置を占めるように支持されている。
【００１４】
画像形成動作が開始されると、駆動ローラ１が時計方向に回転駆動されることにより、感光体ベルト４は矢印Ａ方向の走行駆動され、その感光体ベルト４に当接した中間転写ベルト１５も矢印Ｂ方向に走行駆動される。このとき、帯電ローラ８によって感光体ベルト４が均一に帯電され、その帯電面に対し、露光装置の一例であるレーザ書き込みユニット１１から出射した光変調されたレーザ光Ｌが照射され、これによって感光体ベルト４に静電潜像が形成される。
【００１５】
上述の静電潜像は、現像位置を占めた第１の現像器、この例ではイエロー現像器１２Ｙによりトナー像として可視像化される。このとき他の現像器１２Ｍ乃至１２ＢＫは退避位置を占める。イエロー現像器１２Ｙの現像ローラ１４Ｙは、感光体ベルト４の外周面に当接するか、又はその外周面に対して微小間隙をあけて対置し、当該現像ローラ１４Ｙが例えば反時計方向に回転駆動され、その現像ローラ１４Ｙに所定の現像バイアスが印加される。これにより現像ローラ１４Ｙの周面に担持されて搬送されたイエロートナーＹＴが静電的に静電潜像に移行し、該潜像がイエロートナー像として可視像化される。感光体ベルト４上に形成されたイエロートナー像は、一次転写ローラ１７に印加された転写電圧の作用により、感光体ベルト４に当接した中間転写ベルト１５の表面に静電的に一次転写される。トナー像転写後に感光体ベルト４の外周面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２５のクリーニング部材２２によって掻き取り除去される。除去されたトナーは、図示していないパイプを介して、同じく図示していない廃トナー容器に搬送されてここに収容される。
【００１６】
次いで、上述したところと全く同様にして、感光体ベルト４に２番目の静電潜像が形成され、これが現像位置を占めたマゼンタ現像器１２Ｍによりマゼンタトナー像として可視像化され、そのトナー像が中間転写ベルト１５の表面にイエロートナー像の上から重ねて転写される。そのトナー像転写後の感光体ベルト表面は、クリーニング装置２５によりクリーニングされる。全く同様にして、感光体ベルト４の外周面に、シアン現像器１２Ｃ及びブラック現像器１２ＢＫによって、順次シアントナー像とブラックトナー像が形成され、これらのトナー像が中間転写ベルト１５の表面に、先に転写されたトナー像に重ねて転写される。
【００１７】
一方、本体筐体内の下部には、給紙カセット２４と、給紙ローラ２６を有する給紙装置２７が配置され、給紙カセット２４に例えば転写紙より成る転写材Ｐが積載されている。給紙ローラ２６は最上位の転写材Ｐの上面に当接して回転し、これによりその最上位の転写材Ｐが矢印Ｃ方向に送り出される。送り出された転写材Ｐは、上方に向けて搬送され、次いでレジストローラ対３３の回転によって所定のタイミングで、中間転写ベルト１５と、二次転写ローラ２８との間に給送される。このとき、二次転写ローラ２８に転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト１５上の重ね合せトナー像が転写材Ｐの表面に一括して転写される。トナー像を転写された転写材は、転写部からさらに上方領域へ向けて搬送されて定着装置２９を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材表面に定着される。引き続きこの転写材は、本体筐体上部の排紙部３０に矢印Ｄで示す如く排出される。
【００１８】
トナー像転写後の中間転写ベルト表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置３１のクリーニング部材３２によって除去される。中間転写ベルト１５上の転写前のトナー像がクリーニング部材３２を通るとき、そのクリーニング部材３２は中間転写ベルト表面から離間し、転写残トナーの除去時にだけ、中間転写ベルト表面に当接する。同様に、二次転写ローラ２８も、トナー像を転写材Ｐ上に転写するときに、その転写材を介して中間転写ベルト１５の表面に当接し、それ以外の時期には、中間転写ベルト表面から離間し、中間転写ベルト１５上の未転写トナー像が乱されることが阻止される。
【００１９】
上述のように、像担持ベルトの一例である中間転写ベルト１５上のトナー像を転写材に転写した後にその像担持ベルト上に残留するトナーは、クリーニング装置３１により除去されるが、その除去されたトナーは、図示していないトナー搬送装置によって廃トナータンク５に搬送され、ここに収容される。この廃トナータンク５は、中間転写ベルト１５の内側空間に配置されている。このように、従来はデッドスペースとなっていた中間転写ベルト１５の内側の空間に廃トナータンク５を収納することにより、本体筐体５０内のスペースを有効に活用でき、画像形成装置の小型化を達成できる。
【００２０】
ここで、中間転写ベルト１５と、このベルトを張架する複数のローラ１６乃至２０は、次に説明する支持部材などと共に、ユニット状のベルト装置６として構成されている。
【００２１】
図２は、ベルト装置６を図１の矢印II方向に見た概略側面図である。図２では、図が煩雑化することを避けるため、複数のローラ１６乃至２０のうちのローラ１６及び１８以外のローラの図示は省略してある。図２における符号Ｆは、本体筐体５０の手前側を示し、Ｒは奥側を示しており、本体筐体の図示していない前ドアを開いた上で、ユニット状のベルト装置６を、手前側Ｆ、すなわち図１の紙面に対して垂直な手前方向に引くと、このベルト装置６は図示していないガイドレールによって案内されて当該手前側に引き出され、このベルト装置６を本体筐体５０から離脱することができる。逆にベルト装置６をガイドレールによって案内しながら奥側Ｒ、すなわち図１の紙面に対して垂直な奥方向に押し込むことによって、当該ベルト装置６を図１に示した本体筐体内の所定の位置に位置決めして装填することができる。
【００２２】
図２から判るように、複数のローラ１６乃至２０の長手方向における一方の端部側、図示した例では奥側Ｒに第１の支持部材４０が位置し、これらのローラ１６乃至２０の長手方向における他方の端部側、すなわち手前側Ｆには第２及び第３の支持部材４１，４２が位置している。第３の支持部材４２は、適宜な着脱手段、図示した例ではねじ４３（図３参照）によって第２の支持部材４１に着脱可能に固定され、これらの支持部材４０，４１，４２に、互いに平行に延びる複数のローラ１６乃至２０が支持されている。
【００２３】
図３は、ベルト装置６を手前側Ｆから見たときの正面図であり、図４は第２及び第３の支持部材４１，４２を取り外した状態で、ベルト装置６を手前側Ｆから見たときの正面図である。図２及び図４から判るように、第１の支持部材４０には、中間転写ベルト１５を支持する全てのローラ１６乃至２０の長手方向における一方の端部をそれぞれ軸支する支持孔１６Ａ，１７A，１８A，１９A，２０Ａが形成され、これらの孔に嵌合した軸受１６B，１７B，１８B，１９B，２０Bを介して、各ローラ１６乃至２０の一方の端部が、第１の支持部材４０にそれぞれ回転自在に支持されている。
【００２４】
また、図２及び図３から判るように、第２の支持部材４１には、複数のローラ１６乃至２０のうちの一部のローラ１６，１７，１９，２０の長手方向における他方の端部を軸支するための支持孔１６C，１７C，１９C，２０Cが形成され、第３の支持部材４２には、他のローラ１８の長手方向における他方の端部を軸支するための支持孔１８Cが形成されている。そして、これらの支持孔１６C乃至２０Cに嵌合した軸受１６D，１７D，１８D，１９D，２０Dを介して、各ローラ１６乃至２０の他方の端部が、第２及び第３の支持部材４１，４２にそれぞれ回転自在に支持されている。各ローラ１６乃至２０の各端部は、図示していない係止リングによって、各支持部材からの離脱が阻止され、その係止リングを外すことによって、ローラを支持部材から外すことができる。
【００２５】
第１乃至第３の支持部材４０乃至４２の形態は適宜設定できるが、図示した例では、これらの支持部材が板状に形成された側板として構成され、例えば金属板又は硬質樹脂板などの高剛性の材料によって構成されている。第１の支持部材４０と、第２および第３の支持部材４１，４２は互いに対峙して平行に配置されている。
本例のベルト装置６においては、１本のローラ１８の他方の端部だけが第３の支持部材４２に支持され、他のローラ１６，１７，１９，２０の他方の端部は第２の支持部材４１に支持されているが、複数のローラの他方の端部を第３の支持部材４２に支持するように構成することもできる。
【００２６】
複数のローラ１６乃至２０のうちのテンションローラ１９は、中間転写ベルト１５に張力を付与するローラである。図３及び図４に示すようにローラ１９の各端部を支持する軸受１９B，１９Dは、支持孔１９A，１９Cに摺動可能に嵌合し、その各軸受１９B，１９Dが圧縮ばね４４A，４４Bによって加圧され、これによりテンションローラ１９が中間転写ベルト１５の内周面に圧接し、中間転写ベルト１５に所定の張力を付与する。
【００２７】
また、第１の支持部材４０と第２の支持部材４１には、ステー４５の各端部が固定され、これらの支持部材４０，４１がステー４５を介して互いに固定連結されている。本例のベルト装置６においては、このステー４５が、前述の廃トナータンク５を収納する収納部を兼ねている。
【００２８】
第１の支持部材４０と第２の支持部材４１には、廃トナータンク５が摺動可能に嵌合する開口４６Ａ，４６Ｂがそれぞれ形成され、前ドアを開いた後、ベルト装置６を本体筐体５０内に装着したまま、廃トナータンク５を手前側Ｆに引くと、その廃トナータンク５はステー４５に案内されながら手前側へスライドし、第２の支持部材４１に形成された開口４６Ｂを通して、その廃トナータンク５を外部に取り出すことができる。逆に、廃トナータンク５を開口４６Ｂに嵌合して、これを奥側Ｒへ押し込むと、その廃トナータンク５はステー４５に案内されながら第１の支持部材４０に形成された開口４６Ａに嵌合して所定の位置に位置決めされて装填される。このようにして、廃トナータンク５はステー４５に支持されて収納される。このように、本例のステー４５は、そのステー４５から廃トナータンク５を外部に出すときと、該ステー４５に廃トナータンク５を入れるときに、その廃トナータンク５を案内するガイドとしての働きもなす。廃トナータンク５が本体筐体内の所定の位置に装填されたとき、図示していないロック装置によって廃トナータンク５がその位置に係止される。ロック装置のロックを解除して、上述のように廃トナータンク５を手前側に引き出すことができる。
【００２９】
ベルト装置６は上述のように構成され、中間転写ベルト１５は、互いに平行に位置する複数のローラ１６乃至２０に適度に緊張して巻き掛けられているので、中間転写ベルト１５は前述のようにトナー像を担持する機能を支障なく果たすことができる。
【００３０】
中間転写ベルト１５は、経時的に劣化するので、これが寿命となったとき、当該中間転写ベルト１５を新たな中間転写ベルトと交換する必要がある。その際、従来のベルト装置においては、その中間転写ベルトの交換作業が大変煩雑であった。中間転写ベルトの内側空間に廃トナータンクなどの物品が収納されていない場合には、一部のローラを中間転写ベルトの内側へ退避移動させることにより、中間転写ベルトに緩みを生じさせ、その中間転写ベルトを複数のローラから外し、新たな中間転写ベルトを取り付けることも可能であるが、本例のベルト装置６のように、中間転写ベルト１５の内側空間に廃トナータンク５の如き物品が収容されていると、ローラを内側へ退避させると、これが廃トナータンク５に干渉するため、当該ローラを退避移動させることは難しく、特に中間転写ベルトの交換作業が煩雑なものとなるおそれがあった。
【００３１】
これに対し、本例のベルト装置６においては、次のようにして簡単に中間転写ベルト１５を交換することができる。
【００３２】
先ず、本体筐体５０の前ドアを開いてベルト装置６を手前側Fに引き出し、これを本体筐体５０外に取り出す。次いで、図２及び図３に示したねじ４３を緩めて当該ねじ４３を外し、図５に示すように、第３の支持部材４２を第２の支持部材４１から離脱する。このとき、ローラ１８の一方の端部を第１の支持部材４０から外し、このローラ１８と第３の支持部材４２を共に、第１の支持部材４０及び第２の支持部材４１から離脱する。すると、それまで緊張していた中間転写ベルト１５は、図５に示すように緩んだ状態となるので、これをローラ１６，１７，１９，２０から容易に外すことができる。逆の操作によって、新たな中間転写ベルトを容易に複数のローラ１６乃至２０に巻き掛け、そのベルト装置６を本体筐体内に押し込んでセットすることができる。このように、中間転写ベルト１５の内側空間に廃トナータンク５が位置していても、中間転写ベルト１５を極めて容易に交換することができる。
【００３３】
上述した構成は、無端状のベルトが中間転写ベルト１５以外のベルトから成るときも適用でき、またベルトを巻き掛けるローラの数は、２以上であれば適宜な数に設定できるものである。このように、ベルト装置は、複数のローラに巻き掛けられた無端状のベルトを有していると共に、複数のローラの全ての一方の端部を支持する第１の支持部材と、この複数のローラのうちの一部のローラの他方の端部を支持する第２の支持部材と、残りの他のローラの他方の端部を支持する第３の支持部材とを有しており、その第３の支持部材は第２の支持部材に着脱可能に固定されている。かかるベルト装置の構成によって、ベルトを容易に交換することが可能となる。
【００３４】
仮に、第２及び第３の支持部材を１枚の支持部材として構成したとすると、ベルトを外すとき、その１枚の支持部材を全てのローラの端部から外し、かつ少なくとも１つのローラの端部を第１の支持部材から外さなければならず、その作業が煩雑なものとならざるを得ない。図示した例では、第３の支持部材４２を第２の支持部材４１から外し、１つのローラ１８の一方の端部を第１の支持部材４０から外すだけで良く、その作業は至って簡単である。
【００３５】
ところで、複数のローラ１６乃至２０は、中間転写ベルト１５を支持するものであるから、その中間転写ベルト上に正しく画像を形成できるように、複数のローラ１６乃至２０の平行度を高く保つことが望ましい。そこで、ベルト装置６の製造時に、支持部材にローラを組み付ける前に、先ずステー４５を第１の支持部材４０にのみ固定し、次いで図示していない治具によって第１の支持部材４０の支持孔１６A，１７A，１９A，２０Aの各中心と、第２の支持部材４１の支持孔１６C，１７C，１９C，２０Cの各中心とがそれぞれ合致するように、第１の支持部材４０と第２の支持部材４１を位置決めし、この状態でステー４５を第２の支持部材４１に固定し、次いで第２及び第３の支持部材４１，４２に設けられた図示していない位置決めピンなどからなる位置決め手段を用いて、第３の支持部材４２を第２の支持部材４１に対して位置決めし、この状態でねじ４３により第３の支持部材４２を第２の支持部材４１に固定するように構成すると、支持部材４０，４１，４２に組み付けられた各ローラの平行度を高く保つことができる。しかもベルト装置６に外力が加えられたとき、そのベルト装置にねじれが発生することを防止できる。第１の支持部材４０と第２の支持部材４１が、治具によって位置調整された状態で、ステー４５を介して互いに固定されるように構成するのである。
【００３６】
この構成によれば、ベルトの交換時に、第３の支持部材４２を第２の支持部材４１から外しても、第１及び第２の支持部材４０,４１に支持されたローラ１６，１７，１９，２０の平行度が狂うことはなく、ローラの平行精度を維持したまま、ベルトの交換作業を行うことができる。
【００３７】
図示した例では、第３の支持部材４２は、１つのローラ１８の他方の端部だけを支持している。換言すれば、治具によって高い精度で位置調整された第１及び第２の支持部材４０，４１に多数のローラが支持され、治具による位置調整のなされていない第３の支持部材４２には、１本のローラ１８の他方の端部だけが支持されているのである。このため、多数のローラの平行精度を高めることができ、結局、複数のローラ１６乃至２０の全体的な平行度を高く維持することができる。しかも、ベルトの交換時に、支持部材から１本のローラの端部を外すだけで良いため、ベルトの交換作業をより一層簡素化することができる。
【００３８】
さらに、図示した例では中間転写ベルト１５の内側に廃トナータンク５を収納したが、廃トナータンク以外の物品を収納するように構成することもできる。このように、ベルトの内側空間に何らかの物品が収納されている場合でも、前述のように、簡単にベルトを交換することができる。
【００３９】
また、前述のように、ステー４５が、物品を収納する収納部を兼ねていると、物品用の専用の収納部を省くことができ、ベルト装置の構成を簡素化することができる。
【００４０】
中間転写ベルト以外のベルトより成るベルト装置にも本発明を適用できることは先に説明したとおりであり、例えば転写材を搬送する搬送ベルトを有するベルト装置や、図１に示した感光体ベルト４を有するベルト装置などにも本発明を適用できる。その際、感光体ベルト４も中間転写ベルト１５も、共に画像を担持する像担持ベルトであるが、図示した画像形成装置のように、当該画像形成装置が、像担持ベルト上のトナー像を転写したあとに像担持ベルト上に残留するトナーを除去するクリーニング装置を有し、前述の物品が、上記クリーニング装置により像担持ベルトから除去されたトナーを収容する廃トナータンクであると、効果的に画像形成装置の小型化を達成できる。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１乃至５に係る各発明によれば、容易にベルトを交換することができる。
【００４２】
特に、請求項１に係る発明によれば、ベルト装置の精度を維持したままベルトの交換を行うことができ、しかもベルトの内側空間を有効に利用でき、しかもベルトを容易に交換することができる。さらに、ベルト装置の構造を簡素化できる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明によれば、ベルトの交換作業をより一層簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】ベルト装置を図１の矢印II方向に見たときの概略側面図であって、一部の要素を省略し、かつ一部を簡略化して示した図である。
【図３】ベルト装置を画像形成装置の手前側から見たときの正面図である。
【図４】第２及び第３の支持部材を取り外した状態のベルト装置を画像形成装置の手前側から見たときの正面図である。
【図５】第３の支持部材を第２の支持部材から離脱したときのベルト装置の正面図である。
【符号の説明】
５ 廃トナータンク
１６ ローラ
１７ ローラ
１８ ローラ
１９ ローラ
２０ ローラ
３１ クリーニング装置
４０ 第１の支持部材
４１ 第２の支持部材
４２ 第３の支持部材
４５ ステー

Claims (5)

1. 複数のローラに巻き掛けられたベルトを有するベルト装置において、前記複数のローラの全ての一方の端部を支持する第１の支持部材と、一部のローラの他方の端部を支持する第２の支持部材と、他のローラの他方の端部を支持する第３の支持部材とを有し、該第３の支持部材は第２の支持部材に着脱可能に固定されていて、前記第１の支持部材と第２の支持部材は、治具によって位置調整された状態で、ステーを介して互いに固定され、前記ベルトの内側空間に物品を収納することができると共に、前記ステーは、前記物品を収納する収納部を兼ねていて、該ステーは、当該ステーから物品を外部に取り出すときと、当該ステーに物品を入れるときに、その物品を案内するガイドとしての働きをなすことを特徴とするベルト装置。
2. 前記第３の支持部材は、１つのローラの他方の端部を支持している請求項１に記載のベルト装置。
3. 前記ベルトは、画像を担持する像担持ベルトより成る請求項１又は２に記載のベルト装置。
4. 請求項３に記載されたベルト装置を具備することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記像担持ベルト上のトナー像を転写したあとに像担持ベルト上に残留するトナーを除去するクリーニング装置を有し、前記物品は、前記クリーニング装置により像担持ベルトから除去されたトナーを収容する廃トナータンクである請求項４に記載の画像形成装置。

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