JP6701292B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
すなわち、この画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体を備える画像形成ユニットと、前記像担持体から転写材にトナー像を転写するためのベルトを備える転写ユニットと、を備えている。そして、ベルト上に残留したトナーはベルトクリーニング装置のクリーニング部材によって清掃される構成となっている。
特に、特許文献1の場合、クリーニング部材が転写ユニット内で作動するローラに従動するように取り付けられているので、ローラが転写ユニット内で最大に作動した場合を考慮する必要があり、クリーニング部材の長手幅の決定が困難であった。
トナー像を担持する像担持体を備え、装置本体に対して着脱可能な画像形成ユニットと、前記像担持体から転写材にトナー像を転写するためのベルトを備え、前記装置本体に対して着脱可能な転写ユニットと、前記ベルトに残留したトナーを回収するための回収部材
を備え、前記転写ユニットに支持された状態で前記装置本体に対して着脱可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の軸線方向に関して、前記装置本体に対して前記画像形成ユニットを位置決めする基準フレームと、
前記基準フレームと接続され、前記回収手段に設けられる第1の被位置決め部と係合する第1の位置決め部を備える第1のフレームと、を有し、
前記画像形成ユニットは、前記装置本体に対して前記軸線方向で着脱可能であり、前記画像形成ユニットを前記装置本体に装着する方向に関する前記画像形成ユニットの端部が前記基準フレームに当接することによって、前記軸線方向に関して前記装置本体に対して位置決めされ、
前記回収手段は、前記軸線方向と直交する着脱方向に着脱可能であり、前記転写ユニットが前記装置本体に対して装着された状態で、前記第1の位置決め部と前記第1の被位置決め部とが係合することによって前記軸線方向に関して前記装置本体に位置決めされることを特徴とする。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。なお、本実施例1では画像形成装置の一例としてカラーレーザービームプリンタを例示している。
すなわち、画像形成装置は、画像形成ユニットである複数のプロセスカートリッジ9と、中間転写ベルト5を備えた中間転写ユニット5uと、中間転写ベルト5上の残留トナーを清掃するベルトクリーニング装置6と、を備えている。プロセスカートリッジ9は、トナー像を担持する像担持体としての感光ドラム1を備える構成で、中間転写ユニット5uの中間転写ベルト5は、感光ドラム1から転写材Pにトナー像を転写するためのベルトである。
本実施例では、異なる4色のトナー画像を形成するために、4つのプロセスカートリッジ9が並列に配置されている。4つのプロセスカートリッジ9は同じ構成なので、以下の説明では、プロセスカートリッジ及びその構成部分の符号に、a、b、c、dの添え字を付して説明するものとする。
プロセスカートリッジ9a〜9dは、トナーを像担持体である感光ドラム1a〜1dに供給する現像手段である現像ローラ40a〜40dを有し、装置本体10の中央部に、図中左右方向に並列に配置されている。
中間転写ベルト5は無端状のベルトで、左右両端に位置する一対の支持ローラ51、52間に掛け回され、テンションローラ53によってテンションが付与された状態で、矢印
Aの方向(図中反時計回り)に回転駆動される。図示しないが、各支持ローラ51,52及びテンションローラ53は、ローラを支持する一対の側板間に架設されている。中間転写ベルト5は、各プロセスカートリッジ9a〜9dの感光ドラム1a〜1dの上方に位置し、中間転写ベルト5の下側の走行面と、各感光ドラム1a〜1dの周面とがそれぞれ当接している。
また、中間転写ベルト5の一方の支持ローラ51(図中右端)に対向して二次転写ローラ15が配置され、他方の支持ローラ52(図中左端)に対向してベルトクリーニング装置6が配置されている。たとえば、二次転写ローラ15に対向する支持ローラ51が駆動ローラ、支持ローラ52は従動ローラである。
ベルトクリーニング装置6は、中間転写ベルト5に残留したトナーを清掃するクリーニングブラシ6brを備えている。
上記プロセスカートリッジ9a〜9dの感光ドラム1a〜1dに形成された異なる色のトナー像が、中間転写ベルト5内に配置された一次転写ローラ5a〜5dによって、中間転写ベルト5上に順次重ねて一次転写される。その後、中間転写ベルト5上に合成されたトナー像が、一方の支持ローラ51と対向する二次転写ローラ15によって、記録材としての転写材P上に二次転写され、出力画像を得るようになっている。
不図示のコントローラによりプリント信号が発信され、装置が駆動されると、電圧を印加した各帯電ローラ2a〜2dにより、潜像形成に先立って各感光ドラム1a〜1dの表面上を一様に帯電する。レーザスキャナ3により発せられたレーザー光Lが、各感光ドラム1a〜1dの帯電した表面上に照射され、各色の静電潜像が形成される。そして、現像剤塗布ローラ41a〜41dと各現像ローラ40a〜40dとによって、各感光ドラム1a〜1d上に形成された静電潜像上にトナーが供給され、トナー像として可視像化される。
各感光ドラム1a〜1dに、それぞれ現像されたトナー像は、中間転写ベルト5を挟んで対向する各一次転写ローラ5a〜5dにより、矢印Aの方向に回転する中間転写ベルト5上に、各色のトナー像が順次一次転写され、合成トナー像が形成される。このトナー像の一次転写は、一次転写ローラ5a〜5dにより転写電圧が印加されることによりなされる。
合成トナー像が二次転写された転写材Pは、更に上方に搬送されて定着装置16を通過し、転写材P上の合成トナー像は熱と圧力を受けることによって定着される。その後、転写材Pは排紙ローラ対17によって装置本体10の筐体外部に設けられた排紙トレイ18に排出される。
各プロセスカートリッジ9は、図2に示すように、前ドアFdを装置本体10手前側に開放することで、装置本体10の前方から現像ローラ40a〜40dの長手方向と平行の第1の方向Xに着脱可能となっている。第1の方向Xは、各プロセスカートリッジ9の長手方向、すなわち、感光ドラム1a〜1dや現像ローラ40a〜40dの軸線に沿った、図中、前後方向である。一方で、中間転写ユニット5uは、ベルトクリーニング装置6と共に、装置本体10の正面方向から略90°、面の異なる右側側面に備わる右ドアRdを開放することで、右側から第2の方向Yに着脱可能となっている。第2の方向Yは、前記第1の方向(前後方向X)と直交し、かつ、中間転写ベルト5の走行面に沿った方向であり、左右方向に対して若干傾いている。
前述したように、中間転写ユニット5uに組み付けられるベルトクリーニング装置6は、中間転写ベルト5上に転写されずに残されたトナー像をクリーニングするために構成されている。中間転写ベルト5に転写されるトナー像は、現像剤塗布ローラ41a〜41dと各現像ローラ40a〜40dによって各感光ドラム1a〜1d上に形成された静電潜像上にトナーが供給され、表面上にはトナー像が可視像化される。
しかしながら、静電的な力以外に現像ローラ40a〜40dに担持されたトナーが、接触圧力等により各感光ドラム1a〜1dに微小に転写される場合もあり、これらが、中間転写ベルト5に転写される場合も想定される。したがって、ベルトクリーニング装置6は、これら微小のトナー像についても清掃可能な幅で構成されている必要が生じてくる。
すなわち、中間転写ベルト5上に転写されずに残されたトナー像をクリーニングするためには、各現像ローラ40a〜40dの幅よりも、ベルトクリーニング装置6のクリーニングブラシ6brの幅を大きくする必要がある。現像ローラ40a〜40dの幅をLd、ベルトクリーニング装置6内のクリーニングブラシ6brの幅をLbとすると、Ld<Lbを満足する必要が生じる。
ベルトクリーニング装置6は、中間転写ユニット5uに対して、クリーニングブラシ6brの長手方向に相対移動可能に組み付けられている。すなわち、図4に示すように、ベルトクリーニング装置6は、中間転写ベルト5の搬送方向一端側にて中間転写ベルト5を支持する支持ローラ52に対向配置されている。ベルトクリーニング装置6は、クリーニングブラシ6brを保持するケース6cを有し、このケース6cの両端部が、対向する支持ローラ52の回転軸と同一軸上に、回転軸方向に移動可能に支持されている。したがって、ベルトクリーニング装置6は、中間転写ユニット5uに対して、装置本体10外にあるときは、長手方向にラフに位置決めされている。
そして、ベルトクリーニング装置6のクリーニングブラシ6brの長手方向の位置決めと、プロセスカートリッジ9の現像ローラ40a〜40dの長手方向の位置決めを、共に装置本体10に対して行う構成となっている。
すなわち、装置本体10は、プロセスカートリッジ9の装着方向奥側の後端部9fが当接してプロセスカートリッジ9の長手方向の位置決めをする基準フレーム10fを有している。この基準フレーム10fに対して直交する第1のフレームである左側フレーム10
bに、ベルトクリーニング装置6のクリーニングブラシ6brの長手方向の位置決めをする位置決め部10hが設けられている。
基準フレーム10fは、プロセスカートリッジ9の着脱方向X、すなわち、現像ローラ40aのローラ軸に対して直交方向の基準面を有し、プロセスカートリッジ9は、前フレーム10aを通過し、後端部9fが基準フレーム10fに突きあたって位置決めされる。
装置本体10の左側フレーム10bに設けられた位置決め部10hは、基準フレーム10fを基準として、左側フレーム10bの中央部に設けられる。ベルトクリーニング装置6には、この位置決め部10hに対して、中間転写ユニット5uの装着方向Yに互いに係合する被位置決め部である位置決め凸部6fuが設けられている。この位置決め凸部6fuは、クリーニングブラシ6brを保持するケース6cに設けられている。
装置本体10の右側フレーム10cに設けられた位置決め部10gは、基準フレーム10fを基準として、中間転写ベルト5の一方のエッジ側に設けられている。中間転写ベルト5には、この位置決め部10gに対して、中間転写ユニット5uの装着方向に互いに係合する被位置決め部としての位置決め凸部5fuが設けられている。この位置決め凸部5fuは、中間転写ユニット5uの中間転写ベルト5の支持ローラ51,52の両端を支持する側板5c、5cに設けられる。
中間転写ユニット5uの中間転写ベルト5を支持する支持ローラ51,52の長手方向(ローラ軸方向)の位置決めがなされる。
位置決め凸部6fu、5fuと、装置本体10の左側フレーム10b及び右側フレーム10cに設けられる位置決め部10h、10gは、中間転写ユニット5u及びベルトクリーニング装置の着脱方向に互いに対向して配置されている。そして、ベルトクリーニング装置及び中間転写ユニット5uに設けられる位置決め凸部5fu、6fuは、中間転写ユニット5uの着脱方向に対して、装置本体10側の位置決め部10h、10gに対して抜き差し自在である。
したがって、ベルトクリーニング装置6と共に中間転写ユニット5uを、第2の方向に装置本体に着脱操作と同時に、位置決め凸部6fu、5fuと位置決め部10h、10gは、互いに係脱するようになっている。
図4に示すように、プロセスカートリッジ9内の現像ローラ40aの長手幅Ldと、ベルトクリーニング装置6内のクリーニングブラシ6brの長手幅Lbは、中間転写ユニット5uの位置によらずに決定される。
すなわち、プロセスカートリッジ9及びベルトクリーニング装置6内で発生する、図中i、j、kの部品間寸法公差を加味し、Ld<Lbを満足するように、Lbを最小幅に設定すればよい。これにより、クリーニングブラシ6brの小型化を実現することができる。
ここで、寸法iは、基準となる基準フレーム10fに当接するプロセスカートリッジ9の奥端壁から、現像ローラ40aの奥端まで寸法である。寸法jは、基準となる基準フレ
ーム10fから、ベルトクリーニング装置6の位置決め部10hの溝中央までの寸法である。寸法kは、ベルトクリーニング装置6の位置決め凸部6fuの中心から、クリーニングブラシ6brの一端までの寸法である。
一方、中間転写ユニット5uは、基準フレーム10fを基準として、距離L0の位置に配置される位置決め部10gで、中間転写ユニット5uに設けられた位置決め凸部5fuが当接して位置決めされる。
装置本体10内に装着されると、クリーニングブラシ6brは、中間転写ベルト5を仲介することなく、装置本体10側との間で直接長手方向に位置決めされ、やはり装置本体10に対して位置決めされるプロセスカートリッジ9に対して、精度よく位置決めされる。これにより、プロセスカートリッジ9の現像ローラ40とベルトクリーニング装置6のクリーニングブラシ6brとを、長手方向の位置決め部の公差及び取りつけ誤差等を最小化して取付け可能となる。
これにより、クリーニングブラシ6br及びベルトクリーニング装置6のより一層の小型化を実現でき、装置本体の省スペース、プロセスパーツ小型化を実現し、小型で安価な画像装置をユーザへ提供可能となる。
次に、図5及び図6を参照して、本発明の実施例2に係る画像形成装置について説明する。
本実施例2は、ベルトクリーニング装置6と対向位置にある中間転写ベルト5を張架する支持ローラ52が、中間転写ベルト5の他端に位置する支持ローラ51に対して、傾動可能なアライメントローラ52Aとなっている。このアライメントローラ52Aは、ローラ軸方向の中途部に位置する回転中心軸Cを回転支点としてローラ軸が傾動可能な構成で、ベルト寄り補正機能を有する。このアライメントローラ52Aに対して、ベルトクリーニング装置6が取り付けられている点で、上記実施例1と相違している。
この実施例2では、アライメントローラ52Aが傾動方向に変位しても、その補正時の変動を阻害することなく、かつ、現像ローラ40に対し、実施例1と同様に、長手方向での相対変位が最少となるように位置決めするものである。すなわち、クリーニングブラシ6brが、中間転写ベルト5の位置によらず、装置本体10に対して位置決めされる構成をとる。これにより、クリーニングキーパーツであるクリーニングブラシ6brの長手幅は、最大変位や、公差取りつけ誤差等を加味したうえでの最小幅とし、クリーニング不良の発生の防止と、クリーニングブラシ6brの小型化を実現可能とするものである。
以下の説明では、主として実施例1と相違する点についてのみ説明するものとし、実施例1と同一の構成部分については同一の符号を付し、その説明は省略するものとする。
アライメントローラ52Aの回転軸は、保持部材Yに回転自在に保持され、保持部材Yが、中間転写ユニット5uに対し、装置本体内に備わる不図示の軸受部に対して、回転支点となる回転中心軸Cを中心に回転可能に保持される。また、アライメントローラ52Aの両端部には、エッジセンサのような不図示のベルト寄り検知素子が設けられている。中間転写ベルト5が、ある条件下において、図7に示すように、F側(前面側)に寄った場合、不図示のカムを駆動して、アライメントローラ52Aを、回転中心軸Cを中心に、AA方向に回動させる。
中間転写ベルト5が、ある位相Enで侵入した後、アライメントローラ52A上を円筒方向に移動し、R側(後面側)に変位した位相Exを経て排出される。
この結果、アライメントローラ52Aの軸端をベルト走行方向に対してAA方向の下流側へ移動させると、中間転写ベルト5は、R側(後面側)へ寄り、反対に上流側へ寄せるとベルトはF側(前面側)へ寄らせることが可能となる。これにより、中間転写ベルト5が一方向に寄った場合でも、端部が、他の部材に突き当たって、ストレスが過多となることなく高耐久な寿命を実現できる。
ベルトクリーニング装置6は、アライメントローラ52Aの対向位置に配置されている。ベルトクリーニング装置6は、対向するアライメントローラ52Aの回転軸と略同一軸上にクリーニングブラシ6brの長手方向に移動可能に支持されている。そして、中間転写ユニット5uが装置本体10に装着された際に、装置本体10側の位置決め部10hと係合する被位置決め部としての位置決め軸CCによって、アライメントローラ52Aの回転軸方向に対する位置が拘束される。アライメントローラ52Aの回転軸方向は、クリーニングブラシ6brの長手方向と平行である。
位置決め部10hは、図4に示したものと同様に、位置決め軸CCが嵌り込む溝を有し、ベルトクリーニング装置6を長手方向に位置決めすると共に、位置決め軸CCを中心に回動可能に支持するように構成される。
これにより、アライメントローラ52Aが傾動して、アライメントが調整される場合においても、ベルトクリーニング装置6は、アライメントローラ52Aの動きを阻害することがない。
以上の構成により、装置本体の更なる省スペース、プロセスパーツ小型化を実現し、小型で安価で高耐久な画像装置をユーザへ提供可能となる。
また、上記各実施例では、転写ユニットとして中間転写ユニットを例にとって説明したが、転写材を搬送する搬送ベルトを備える搬送転写ユニットについても適用することができる。すなわち、本発明は、像担持体としての感光ドラム1から転写材Pにトナー像を転写するためのベルトを備える転写ユニットについて適用可能である。
さらに、上記各実施例では、画像形成ユニットであるプロセスカートリッジ9を装置本体10に対して直接位置決めしているが、プロセスカートリッジ9が備える現像ローラ40の長手方向の位置決めによって行ってもよい。
9f 後端部(被位置決め部)
1a〜1d 感光ドラム(像担持体)
40a〜40d 現像ローラ(現像手段)
5u 中間転写ユニット(転写ユニット)
5 中間転写ベルト(ベルト)
5fu 位置決め凸部(被位置決め部)
51 支持ローラ、52 支持ローラ
52A :アライメントローラ
6 ベルトクリーニング装置
6br クリーニングブラシ(クリーニング部材)
6c ケース
6fu 位置決め凸部(被位置決め部)
10 装置本体
10b 左側フレーム、
10h 位置決め部
10c 右側フレーム
10g :位置決め部
10f 基準フレーム
C 回転中心軸(回転支点)
CC 位置決め軸(被位置決め部)
L0 距離(中間転写ユニット)
Lb クリーニングブラシの長手幅
Ld 現像ローラの長手幅
Y 保持部材
Claims (12)
- トナー像を担持する像担持体を備え、装置本体に対して着脱可能な画像形成ユニットと、前記像担持体から転写材にトナー像を転写するためのベルトを備え、前記装置本体に対して着脱可能な転写ユニットと、前記ベルトに残留したトナーを回収するための回収部材を備え、前記転写ユニットに支持された状態で前記装置本体に対して着脱可能な回収手段と、を有する画像形成装置において、
前記像担持体の軸線方向に関して、前記装置本体に対して前記画像形成ユニットを位置決めする基準フレームと、
前記基準フレームと接続され、前記回収手段に設けられる第1の被位置決め部と係合する第1の位置決め部を備える第1のフレームと、を有し、
前記画像形成ユニットは、前記装置本体に対して前記軸線方向で着脱可能であり、前記画像形成ユニットを前記装置本体に装着する方向に関する前記画像形成ユニットの端部が前記基準フレームに当接することによって、前記軸線方向に関して前記装置本体に対して位置決めされ、
前記回収手段は、前記軸線方向と直交する着脱方向に着脱可能であり、前記転写ユニットが前記装置本体に対して装着された状態で、前記第1の位置決め部と前記第1の被位置決め部とが係合することによって前記軸線方向に関して前記装置本体に位置決めされることを特徴とする画像形成装置。 - 前記転写ユニットは、前記回収手段を支持した状態で、前記軸線方向と直交する着脱方向に着脱可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記回収手段に設けられる前記第1の被位置決め部は、前記第1の位置決め部に対して、前記軸線方向と直交する着脱方向に抜き差し自在であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記回収手段に設けられる前記第1の被位置決め部は位置決め軸であり、前記位置決め軸が前記第1の位置決め部と係合することによって、前記回収手段は、前記装置本体に対して前記位置決め軸を中心に回動可能であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記転写ユニットは、前記ベルトの搬送方向一端側にて前記ベルトを支持する支持ローラを備え、
前記回収手段は、前記支持ローラに対向する位置に配置され、且つ、前記支持ローラの回転軸と同一軸上で支持されることにより前記支持ローラの回転方向に関して移動可能に支持されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記転写ユニットが前記装置本体に装着された状態において、前記回収手段は、前記第1のフレームによって位置決めされることにより、前記支持ローラの回転方向に関する位置が拘束されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記支持ローラは、前記支持ローラ以外に前記ベルトを支持する他の支持ローラに対して、前記支持ローラの長手方向に関する中途部に位置する回転支点を回転中心として、前記支持ローラの回転軸を傾ける方向に傾動可能であり、
前記第1の位置決め部と前記回収手段に設けられる前記第1の被位置決め部は、前記回転支点の回転軸線と略同一の軸線上に設けられていることを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。 - 前記基準フレームに接続され、前記回収手段を支持する前記転写ユニットを前記装置本体に対して装着したときに、前記装置本体に対して前記転写ユニットを位置決めする第2のフレームを有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2のフレームは、前記転写ユニットに設けられる第2の被位置決め部と係合する第2の位置決め部を備え、前記第2の位置決め部と前記第2の被位置決め部とが係合することによって、前記転写ユニットは前記装置本体に対して位置決めされることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記第1のフレームと、前記第2のフレームは、前記基準フレームに対して直交した状態で前記基準フレームと接続されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成ユニットの位置決めは、前記画像形成ユニットが備える現像手段の長手方向の位置決めによって行うことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記転写ユニットは、前記ベルトとして中間転写ベルトを備えることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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