JP4692098B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも2本のローラーに張架されるベルト部材を有する画像形成装置に関する。
従来から、感光体(像担持体)によって中間転写ベルトに転写したトナー像を、記録用紙(記録媒体)に転写・定着させることによって画像を形成する画像形成装置は知られている。このような画像形成装置において、記録用紙を搬送する搬送ベルトや中間転写ベルト等のベルト部材は、少なくとも2本のローラーに張架されて走行するため、その2本のローラーの軸方向のどちらかへ寄りながら走行してしまうという問題があった。
そのため、従来では、例えば安価で済むという観点から、ベルト部材の幅方向一端部側の内面(裏面)に、そのベルト部材の走行方向に沿ってリブ状突起を突設し、各ローラーの軸方向一端部側に、そのリブ状突起が係合(遊挿)可能な凹溝を形成して、ベルト部材の軸方向への寄り(蛇行)を防止するようにしていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このような構成にしても、リブ状突起と凹溝との間には、ローラーの軸方向にクリアランスがあるので、ベルト部材はローラーの軸方向のどちらかへ寄りながら走行してしまうという問題があった。この場合、リブ状突起が突設されていない他端部側へベルト部材が寄りながら走行するのであれば、特に問題は起きない。
しかしながら、リブ状突起が突設されている一端部側へベルト部材が寄りながら走行すると、ベルト部材のリブ状突起付近が屈曲するように撓んで、ローラーからベルト部材が浮き上がるという現象が起きることがあった。このような現象が起きると、リブ状突起が凹溝から外れたり、リブ状突起がベルト部材の内面(裏面)から剥がれてしまうといったトラブルが起きるおそれがある。
なお、この問題を解決するためには、リブ状突起をベルト部材の両端部側に設けるとともに、凹溝をローラーの両端部側に設けたり、別途ベルト部材を押さえる治具等を設けるなどの構成が考えられるが、どちらも高価になる(コストが掛かる)という不具合があった。
特開2000−321879号公報
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、コストを掛けることなく、ベルト部材の走行安定性を確保できるようにした画像形成装置を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の画像形成装置は、少なくとも2本のローラーに張架され、記録媒体を搬送するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向一端部側の内面に、該ベルト部材の走行方向に沿って突設された突起と、前記各ローラーの端部に形成され、前記突起が係合可能とされた係合部と、前記各ローラーを軸支する筐体と、を有するベルト搬送ユニットと、前記記録媒体へ画像を転写するための像担持体が設けられる本体フレームと、前記ベルト搬送ユニットが取り付けられるとともに前記本体フレームに対して回動可能に取り付けられ、前記像担持体を開放・閉塞するカバー体と、を備え、前記カバー体が前記本体フレーム側に回動して前記像担持体を閉塞したときに、前記筐体が前記本体フレームに当接することで、前記ローラーのうち、1つのローラーの前記ベルト部材の幅方向他端部側が、前記像担持体から離る方向へずれる構成としたことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、ベルト部材を常に突起が突設されていない側(係合部が形成されていない側)へ寄るように規制しながら走行させることができる。したがって、ベルト部材の走行安定性を確保することができる
つまり、ベルト部材が撓んでローラーから浮き上がるような不具合は起きないため、突起が係合部から外れたり、ベルト部材から突起が剥離するようなトラブルが起きない。また、ローラーの軸支位置をずらすだけでよいため、コストが掛かる不具合もない。
そして、請求項に記載の画像形成装置は、請求項に記載の画像形成装置において、前記筐体及び/又は前記本体フレームに凸部を形成して前記筐体を撓ませることにより、前記1つのローラーの前記ベルト部材の幅方向他端部側が、前記像担持体から離る方向へずれるようにしたことを特徴としている。
請求項に記載の発明によればローラーを軸支する筐体が撓むように凸部を形成するだけでよいため、構成しやすく、コストが掛かる不具合ない。
なお、請求項1及び請求項2に記載の発明において、各ローラーの端部に形成された係合部は、ローラーと同一部材であることは勿論、ローラーの端部に設けられた別部材であってもよい。また、係合部の形状は、ベルト部材の突起が挿入する凹溝、ベルト部材の突起が摺擦するL字状の部材等、任意の形状とすることができる。また像担持体が設けられた本体フレームとは、像担持体を間接的に支持するフレームや、このフレームに設けられた部品等も含む。
更に、請求項に記載の画像形成装置は、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1つのローラーが、前記ベルト部材の前記像担持体との接触面を構成するローラーであることを特徴としている。
請求項に記載の発明によれば、ベルト部材の像担持体との接触面の主走査方向(ローラーの軸方向)の位置ずれが生じ難くなるため、フルカラーの印刷時において、カラーレジストレーションの改善が可能となる。
また、請求項に記載の画像形成装置は、請求項1請求項の何れか1項に記載の画像形成装置において、前記1つのローラーが、非駆動ローラーであることを特徴としている。
請求項に記載の発明によれば、ずらすローラーが非駆動ローラーであるため、その位置をずらしやすい利点がある。
また、請求項に記載の画像形成装置は、請求項に記載の画像形成装置において、前記非駆動ローラーがずれる際の回転基準となる中心位置と、駆動ローラーの軸心線との最短距離が一定であることを特徴としている。
請求項に記載の発明によれば、ベルト部材のテンション変動を抑制することができる。したがって、ベルト部材の走行安定性が損なわれるような不具合は起きない。
以上のように、本発明によれば、コストを掛けずに、ベルト部材の走行安定性を確保できる画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、各図において、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色毎に配設されているものについては、符号の後に「Y」、「M」、「C」、「K」の英字が付されているものがある。
まず、本発明に係る画像形成装置10の概要について説明する。図1、図2で示すように、画像形成装置10は、像担持体(感光体)20及び現像ユニット16を着脱可能に収容する本体フレーム12と、その像担持体20及び現像ユニット16を開放・閉塞するカバー体14と、を有しており、そのカバー体14に、記録用紙Pを吸着搬送可能な搬送ベルト34を備えた搬送ユニット18が着脱可能に取り付けられている。
現像ユニット16には、ロール状の像担持体20の表面を一様に帯電する帯電ローラー22と、画像データに基づいて像担持体20に画像光を照射し、静電電位の差による潜像を形成する光学箱24と、潜像にトナーを選択的に転移して可視化する現像ローラー26と、トナー像が転写された後の像担持体20に摺接し、その像担持体20に残留するトナーをクリーニングするクリーニング部材28と、が備えられている。
像担持体20は、表面(周面)に感光体層を有し、帯電ローラー22によって、その表面(周面)が一様に帯電された後、光学箱24から照射されるレーザー光(画像光)によって、その表面(周面)が露光され、その露光された部分の電位が減衰することにより静電潜像(画像)が形成される。なお、帯電ローラー22は、像担持体20に当接し、これらの間に電圧が印加され、当接部付近の微少間隙内で放電が生じることにより、像担持体20の表面(周面)を略一様に帯電する。
光学箱24は、点滅するレーザー光を像担持体20の表面(周面)に走査させ、画像データに基づいた静電潜像を像担持体20の表面(周面)上に形成する。なお、光学箱24としては、LED等の発光素子を配列し、これらを画像データに基づいて点滅させるものなどが考えられる。
現像ローラー26は、像担持体20と近接して対向するように配置され、この現像ローラー26と像担持体20との間に現像バイアス電圧が印加されるようになっている。これにより、現像ローラー26と像担持体20との間には現像バイアス電界が形成され、電荷を有するトナーが像担持体20上の露光された部分に転移して可視像を形成する。
一方、搬送ユニット18は、少なくとも駆動ローラー30と従動ローラー32に張架された搬送ベルト34を備えており、その搬送ベルト34の内面側で、駆動ローラー30と従動ローラー32の間の所定位置には、転写ローラー36が所定間隔を隔てて複数(後述する各色に対応して4個)配設されている。
この転写ローラー36は、カバー体14が閉じられたとき(カバー体14を本体フレーム12側に回動して像担持体20等を閉塞したとき)、搬送ベルト34を挟んで像担持体20と対向するようになっており、像担持体20との間に転写電界を形成することによって、搬送ベルト34に吸着搬送されて通過する記録用紙P上に、像担持体20表面のトナー像(未定着像)を転写させるようになっている。
ここで、現像ユニット16は、フルカラーの印刷が可能なように、例えば、下からイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に鉛直方向に配設されており、各現像ユニット16Y〜16Kは、本体フレーム12に設けられた支持部12Aにより、左右両端下部が支持された状態で収容されている。そして、これら現像ユニット16Y〜16Kよりも記録用紙Pの搬送方向下流側(本体フレーム12の上部)には、定着装置38が配設されている。
定着装置38は、互いの周面が対向して所定の圧力で圧接(ニップ)される加熱ローラー40と加圧ローラー42とを備えており、これら加熱ローラー40及び加圧ローラー42で記録用紙P上に転写された未定着のトナー像を加熱・加圧することにより、その記録用紙Pにトナー像を定着するようになっている。
なお、定着装置38(加熱ローラー40及び加圧ローラー42)によって加熱・加圧されてトナー像が定着された記録用紙Pは、排紙トレイ44上へ排出される。そして、記録用紙Pへトナー像を転写終了後、像担持体20の表面(周面)は、クリーニング部材28によってクリーニング処理され、次回の作像処理に備えるようになっている。
また、本体フレーム12の下部には、着脱自在な給紙カセット46が備えられている。この給紙カセット46は、記録用紙Pが送り出される方向と逆方向に引き抜き可能となっており、適宜記録用紙Pを給紙できるようになっている。
そして、給紙カセット46の先端部近傍には、給紙カセット46内から記録用紙Pを1枚ずつ送り出す給紙ローラー対48が設けられており、給紙ローラー対48から送り出された記録用紙Pは、レジストローラー対49によって、所定のタイミングで搬送ベルト34の吸着搬送面へ送り出され、各色のトナー像の転写位置へ搬送される。
以上のような構成の画像形成装置10において、次にカバー体14に着脱可能に取り付けられる搬送ユニット18について、更に詳細に説明する。搬送ユニット18は、略矩形枠状とされた筐体50を有し、その筐体50の一端部(上端部)に駆動ローラー30が回転可能に軸支され、他端部(下端部)に従動ローラー32が回転可能に軸支されている。そして、その駆動ローラー30と従動ローラー32に、記録用紙Pを静電吸着可能な搬送ベルト34が巻回・張架されている。
また、搬送ベルト34の内面側で、駆動ローラー30と従動ローラー32の間には、各色毎に所定間隔を隔てて転写ローラー36Y〜36Kが配設されており、各転写ローラー36Y〜36Kも筐体50に回転可能に軸支されている(図1参照)。各転写ローラー36Y〜36Kは、カバー体14が閉じられたときに、搬送ベルト34を挟んで、各像担持体20Y〜20Kに所定の圧力で圧接するようになっており、搬送ベルト34の走行に追従して回転するようになっている。
また、図3、図4で示すように、筐体50よりも外側へ突出している駆動ローラー30の回転軸30Aの一端部には、駆動ローラー30に回転動力を伝達するためのギア52が固着されており、そのギア52が取り付けられている側の搬送ベルト34の内面(裏面)には、リブ状突起54が搬送ベルト34の走行方向に沿って1列に突設されている。
一方、ギア52が取り付けられている側の駆動ローラー30及び従動ローラー32の所定位置には、凹溝56が周方向に形成されており、リブ状突起54がその凹溝56に係合(遊挿)可能になっている。したがって、搬送ベルト34は、駆動ローラー30及び従動ローラー32の軸方向に蛇行し難い構成である。つまり、これにより、搬送ベルト34は、走行中において、駆動ローラー30及び従動ローラー32の軸方向へ寄り難い構成になっている。
また、従動ローラー32は、図5、図6で誇張して示すように、凹溝56が形成されていない他端部側が、像担持体20から離隔する方向(図5の矢印A方向)へ僅かにずれた状態で筐体50に軸支されている。このときのずれ量は、例えば図6の平面視で、搬送ベルト34が像担持体20に通常の所定圧で接触している状態(搬送ベルト34に対して平行に配置されている状態)から、最端部の最大距離Lにして、L=約0.5mm程度である。
なお、従動ローラー32の他端部側を上記のようにずらす際の回転基準となる中心位置Oは、図6で示すように、従動ローラー32の軸方向中央部でもよいし、図7で示すように、凹溝56が形成されている側の最端部でもよい。何れにしても、その中心位置Oと駆動ローラー30の軸心線K(図3参照)との最短距離が変化せずに、凹溝56が形成されていない(リブ状突起54が突設されていない)側の従動ローラー32の端部が、像担持体20から僅かながら離隔するように、その端部側の回転軸32Aの軸支位置がずれていればよい。
次に、以上のような構成の画像形成装置10の作用について説明する。まず、給紙ローラー対48により、給紙カセット46内から1枚ずつ記録用紙Pが取り出され、レジストローラー対49によって所定のタイミングで搬送ベルト34上に送られる。搬送ベルト34上に送られた記録用紙Pは、その搬送ベルト34によって静電吸着され、各色の像担持体20Y〜20Kへ搬送される。
一方、現像ユニット16では、まず、帯電ローラー22によって像担持体20の表面(周面)が一様に帯電される。そして、光学箱24からレーザー光(画像光)が像担持体20の表面(周面)に走査され、画像データに基づいた静電潜像が像担持体20の表面(周面)上に形成される。その後、現像ローラー26によってトナーが像担持体20上に転移され、その像担持体20の表面(周面)に可視像が形成される。
こうして、像担持体20の表面(周面)に可視像が形成されたら、搬送ベルト34に吸着搬送されて通過する記録用紙P上に、像担持体20表面のトナー像(未定着像)が、像担持体20と転写ローラー36によって転写される。これをイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に行い、記録用紙P上にフルカラーのトナー像(未定着像)が転写されたら、記録用紙Pは、搬送ベルト34によって定着装置38へ搬送される。
定着装置38に搬送された記録用紙Pは、加熱ローラー40及び加圧ローラー42によって、それに転写されている未定着のトナー像が加熱・加圧されて定着される。そして、定着装置38によってトナー像が定着された記録用紙Pは、排紙トレイ44上へ排出される。なお、記録用紙Pへのトナー像の転写終了後、像担持体20の表面(周面)は、クリーニング部材28によってクリーニング処理され、次の作像処理に備える。
ここで、従動ローラー32は、図5、図6で示すように、凹溝56が形成されていない端部側が像担持体20から僅少ながら離隔するように、その端部側の回転軸32Aの軸支位置が所定量ずれた状態で筐体50に軸支されている。したがって、搬送ベルト34は、常にリブ状突起54が突設されていない(凹溝56が形成されていない)側へ寄るように規制されながら走行することができ、その走行安定性が確保される。
つまり、このような構成にすると、搬送ベルト34のリブ状突起54付近が撓んで、その部分が各ローラー30、32から浮き上がるような不具合は起きず、よって、リブ状突起54が凹溝56から外れたり、搬送ベルト34の内面(裏面)からリブ状突起54が剥離されるようなトラブルが起きない。
また、従動ローラー32は、像担持体20によって記録用紙Pへトナー像(未定着像)を転写する際の搬送ベルト34の転写面(接触面)を構成するローラーであるため、その転写面(接触面)における主走査方向(駆動ローラー30の軸方向)の位置ずれを好適に抑制することができる。したがって、フルカラーの印刷時において、カラーレジストレーションの改善が可能となる。
更に、像担持体20に対して所定量ずらすローラーが従動ローラー32であるため(駆動ローラー30ではないため)、構成上ずらしやすく、その従動ローラー32をずらす(傾ける)ときの回転基準となる中心位置Oと駆動ローラー30の軸心線Kとの最短距離が変化しない構成であるので(一定であるので)、搬送ベルト34のテンション変動を抑制することができる。したがって、搬送ベルト34の走行安定性が損なわれるような不具合は起きない。
なお、従動ローラー32の凹溝56が形成されていない側の端部を、像担持体20の表面(周面)から僅かながら離隔する方向へずらす方法としては、その端部側の回転軸32Aの軸支位置をずらして筐体50に軸支する方法以外に、次のような方法等を採用しても構わない。
すなわち、例えば図2で示すように、本体フレーム12に当接する筐体50の一方の辺縁部(凹溝56が形成されていない側の辺縁部)に所定高さの凸部58を設け、カバー体14を閉じたときに、その凸部58によって樹脂製の筐体50が撓まされる(ねじられる)ようにして、従動ローラー32の凹溝56が形成されていない側の端部が像担持体20から僅かに離隔するように構成してもよい。
この場合、筐体50の辺縁部に凸部58を突設するだけでよいため、構成しやすい利点がある。なお、凸部58の形状や位置、数量などは、適宜に設計変更すればよい。また、凸部58は、本体フレーム12側に突設してもよいし、筐体50と本体フレーム12の両方に突設してもよいことは言うまでもない。
ここで次に、本発明に係る画像形成装置の変形例について説明する。図8で示す画像形成装置11は、中間転写ベルト60を備えている点が上記画像形成装置10とは異なっている。したがって、上記画像形成装置10と同等の機能を有するものには同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図8で示すように、搬送ユニット18は、カバー体14に着脱可能に取り付けられており、カバー体14はヒンジ部13を介して本体フレーム12に回動可能に取り付けられている。搬送ベルト34は駆動ローラー30と従動ローラー32に張架され、駆動ローラー30と従動ローラー32との間の適宜位置には、バックアップローラー68が配設されている。
一方、中間転写ベルト60は、駆動ローラー62と従動ローラー64とテンションローラー66に張架されており、中間転写ベルト60にも、上記と同様に、リブ状突起(図示省略)が突設されている。そして、駆動ローラー62と従動ローラー64にも、上記と同様に、凹溝(図示省略)が形成されている。なお、駆動ローラー62と従動ローラー64の間で、テンションローラー66の反対側には、各色毎の転写ローラー36Y〜36Kが適宜位置に配設されている。
したがって、各色の像担持体20Y〜20Kと転写ローラー36Y〜36Kによって中間転写ベルト60上に転写されたトナー像(未定着像)は、搬送ベルト34に吸着搬送されて通過する記録用紙P上に、中間転写ベルト60と搬送ベルト34とがそれぞれテンションローラー66とバックアップローラー68によって互いに摺接する部位にて転写され、その後、定着装置38によって定着される。
このような構成の画像形成装置11においては、中間転写ベルト60の従動ローラー64が上記と同様に構成される。すなわち、従動ローラー64の凹溝が形成されている端部側が像担持体20から僅少ながら離隔するように、その端部側の回転軸の軸支位置が所定量ずれた状態で中間転写ベルト60用の筐体(図示省略)に軸支される。
これにより、中間転写ベルト60は、常時リブ状突起が突設されていない(凹溝が形成されていない)側へ寄るように規制されながら走行することができ、その走行安定性が確保される。つまり、上記と同様に、中間転写ベルト60のリブ状突起付近が撓んで、その部分が各ローラー62、64から浮き上がることが防止され、リブ状突起54が凹溝56から外れたり、中間転写ベルト60の内面(裏面)からリブ状突起54が剥離されることが防止される。
また、上記と同様に、従動ローラー64は、像担持体20によって中間転写ベルト60へトナー像(未定着像)を転写する際の転写面(接触面)を構成するローラーであるため、その転写面(接触面)における主走査方向(駆動ローラー62の軸方向)の位置ずれを好適に抑制することができる。したがって、フルカラーの印刷時において、カラーレジストレーションの改善が可能となる。
更に、像担持体20に対して所定量ずらすローラーが従動ローラー64であるため(駆動ローラー62ではないため)、構成上ずらしやすく、その従動ローラー64をずらす(傾ける)ときの回転基準となる中心位置と駆動ローラー62の軸心線との最短距離が変化しない構成であるので(一定であるので)、中間転写ベルト60のテンション変動を抑制することができる。したがって、中間転写ベルト60の走行安定性が損なわれるような不具合は起きない。
なお、テンションローラー66を従動ローラー64のように構成しても、ある程度の効果は得られるが、ローラーに巻回されるベルト部材の長さ(ラップ長)が長ければ長いほど、そのローラーによってベルト部材を片方側へ寄せる規制能力が高くなるので、テンションローラー66よりも中間転写ベルト60の巻回量(ラップ量)が多い従動ローラー64の方を上記構成とする方が効果的で好ましい。
画像形成装置の構成を示す概略側面図 搬送ユニットが取り付けられたカバー体と本体フレームとを示す概略斜視図 搬送ユニットの概略正面図 駆動ローラーの一部破断概略正面図 搬送ユニットの概略側面図 従動ローラーの傾倒角度を誇張して示した概略平面図 従動ローラーの傾倒角度を誇張して示した概略平面図 中間転写ベルトを備えた画像形成装置の構成を示す概略側面図
符号の説明
10 画像形成装置
12 本体フレーム
14 カバー体
16 現像ユニット
18 搬送ユニット
20 像担持体
30 駆動ローラー
32 従動ローラー
34 搬送ベルト
36 転写ローラー
50 筐体
54 突起
56 凹溝(係合部)
58 凸部
60 中間転写ベルト
62 駆動ローラー
64 従動ローラー

Claims (5)

  1. 少なくとも2本のローラーに張架され、記録媒体を搬送するベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向一端部側の内面に、該ベルト部材の走行方向に沿って突設された突起と、前記各ローラーの端部に形成され、前記突起が係合可能とされた係合部と、前記各ローラーを軸支する筐体と、を有するベルト搬送ユニットと、
    前記記録媒体へ画像を転写するための像担持体が設けられる本体フレームと、
    前記ベルト搬送ユニットが取り付けられるとともに前記本体フレームに対して回動可能に取り付けられ、前記像担持体を開放・閉塞するカバー体と、
    を備え
    前記カバー体が前記本体フレーム側に回動して前記像担持体を閉塞したときに、前記筐体が前記本体フレームに当接することで、前記ローラーのうち、1つのローラーの前記ベルト部材の幅方向他端部側が、前記像担持体から離る方向へずれる構成としたことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記筐体及び/又は前記本体フレームに凸部を形成して前記筐体を撓ませることにより、前記1つのローラーの前記ベルト部材の幅方向他端部側が、前記像担持体から離れる方向へずれるようにした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1つのローラーは、前記ベルト部材の前記像担持体との接触面を構成するローラーであ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1つのローラーは、非駆動ローラーであることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記非駆動ローラーがずれる際の回転基準となる中心位置と、駆動ローラーの軸心線との最短距離が一定であることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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