JP4032669B2 - 画像形成装置および転写ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラーレーザプリンタといった画像形成装置に組み込まれる転写ユニットに関し、特に、フレームと、中心軸回りで回転する転写ローラと、転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、転写ローラの回転軸を保持する揺動部材とを備える画像形成装置向け転写ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
転写ユニットでは、固定のフレームと揺動部材との間に巻きばねが挟み込まれる。巻きばねの収縮力に基づき、プリント時に転写ローラは感光ドラムに対して押しつけられることができる。この押しつけの働きで、感光ドラムおよび転写ローラの間に挟み込まれるプリント用紙や転写ベルトには感光ドラムから正確なトナー像が転写されることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリンタの休止時には、転写ローラは感光ドラムから引き離されることが望まれる。この引き離しにあたって収縮力に抗して巻きばねは引き伸ばされる。これまでのところ、こういった巻きばねの伸張には相当な駆動力が必要とされた。
【０００４】
例えばカラーレーザプリンタでは、シアン、マゼンタおよびイエローといった三原色に加えてブラックでカラー画像は描かれる。各色ごとに感光ドラムおよび転写ローラは用意される。カラープリント時には、全４本の感光ドラムに対して対応の転写ローラは押しつけられる。モノクロプリント時には、三原色に対応する３本の感光ドラムから転写ローラは引き離される。収縮力に抗して３本の巻きばねは引き伸ばされる。さらにプリンタの休止時には、全４本の感光ドラムから転写ローラは引き離される。このとき、前述の３本の巻きばねはさらに引き伸ばされなければならない。したがって、プリンタの休止時には、転写ローラの引き離しにあたって相当に大きな駆動力が必要とされてしまう。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、できる限り小さな駆動力で転写ローラの押しつけおよび引き離しを実現することができる画像形成装置向け転写ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、フレームと、相互に平行に延びる中心軸回りで回転する第１および第２転写ローラと、第１転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第１転写ローラの回転軸を保持する第１揺動部材と、第２転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第２転写ローラの回転軸を保持する第２揺動部材と、相対変位自在にフレームに支持されて、第１揺動部材に駆動力を伝達する第１駆動レールと、相対変位自在にフレームに支持されて、第２揺動部材に駆動力を伝達する第２駆動レールと、一端が第１揺動部材に連結され、他端が第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、一端が第２揺動部材に連結され、他端が第２駆動レールに連結される第２ばね部材と、第１駆動レールに設けられた第１カム受け面と当接して第１駆動レールを移動させる第１プロファイル面と、第２駆動レールに設けられた第２カム受け面と当接して第２駆動レールを移動させる第２プロファイル面と、を備えるカム部材と、を備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニットが提供される。
【０００７】
フレーム上で第１駆動レールが変位すると、第１揺動部材に駆動力は伝達される。第１揺動部材は揺動する。こうして第１転写ローラの移動は実現される。その一方で、フレーム上で第２駆動レールが変位すると、第２揺動部材に駆動力は伝達される。第２揺動部材は揺動する。こうして第２転写ローラの移動は実現される。こういった転写ユニットでは、例えば第１転写ローラの移動にあたって必ずしも第２揺動部材に駆動力が伝達される必要はない。第１駆動レールは、第１揺動部材から反発力を受けるものの第２揺動部材から全く反発力を受けることはない。したがって、比較的に小さな駆動力で第１駆動レールの変位は引き起こされることができる。
【０００８】
転写ユニットは、一端で第１揺動部材に連結され、他端で第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、一端で第２揺動部材に連結され、他端で第２駆動レールに連結される第２ばね部材とをさらに備えてもよい。
【０００９】
この転写ユニットでは、第１揺動部材と第１駆動レールとの間で第１ばね部材の伸縮力は作用する。第２揺動部材と第２駆動レールとの間で第２ばね部材の伸縮力は作用する。これら伸縮力の働きで各揺動部材の揺動はそれぞれ１方向に付勢される。各揺動部材に加えられる付勢力に基づき第１および第２転写ローラは対応する対象物に押しつけられることができる。その一方で、第１および第２揺動部材は、第１および第２駆動レールの変位に基づき第１および第２ばね部材の伸縮力から解放されることができる。こうして各揺動部材が伸縮力から解放されれば、第１および第２転写ローラは比較的に簡単に対象物から引き離されることができる。こうした引き離しにあたって各揺動部材や各駆動レールには駆動力は一切加えられる必要はない。余分な駆動力が排除されることから、各揺動部材や各駆動レールの剛性は弱められることができる。各部材の軽量化や薄型化は実現されることができる。
【００１０】
しかも、こういった転写ユニットでは、第１および第２転写ローラの押しつけにあたって第１および第２ばね部材は原形から最小限の変位で十分な伸縮力を発揮することができる。押しつけにあたって第１および第２駆動レールから各揺動部材に伝達される駆動力は最小限に抑制されることができる。こういった駆動力の減少は例えば電動モータといった駆動源の小型化や省電力化に大いに貢献することができる。
【００１１】
こうした転写ユニットは、例えばレーザカラープリンタといった画像形成装置に組み込まれて使用されることができる。このとき、第１転写ローラは、第１プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられればよい。第２転写ローラは、第２プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられればよい。第１および第２転写ローラは、対応する感光ドラムに押しつけられる接触位置と、対応する感光ドラムから引き離される待避位置との間で移動すればよい。
【００１２】
こういった画像形成装置では、第１駆動レールの変位に基づき第１転写ローラは接触位置と待避位置との間で移動することができる。第２駆動レールの変位に基づき第２転写ローラは接触位置と待避位置との間で移動することができる。前述の通りに、例えば第１転写ローラの移動にあたって必ずしも第２揺動部材に駆動力が伝達される必要はない。第１駆動レールは、第１揺動部材から反発力を受けるものの第２揺動部材から全く反発力を受けることはない。したがって、比較的に小さな駆動力で第１駆動レールの変位は引き起こされることができる。
【００１３】
一般に、カラーレーザプリンタには、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーおよびブラックトナーに関連して４機のプリントユニットすなわち第１〜第４プリントユニットが組み込まれる。例えばこういったカラーレーザプリンタに転写ユニットが組み込まれる場合には、この転写ユニットは、第２転写ローラの中心軸に平行に延びる中心軸回りで回転する第３および第４転写ローラと、第３転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第３転写ローラの回転軸を保持する第３揺動部材と、第４転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第４転写ローラの回転軸を保持する第４揺動部材とをさらに備えればよい。第３転写ローラは、第３プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられればよい。同様に、第４転写ローラは、第４プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられればよい。前述の第２駆動レールは、前述の第２揺動部材に加えて第３および第４揺動部材に駆動力を伝達すればよい。こうして三原色すなわちシアントナー、マゼンタトナーおよびイエロートナーに関連して第２〜第４揺動部材は単一の第２駆動レールの変位に基づき操作されることができる。前述の第１および第２ばね部材に加えて、転写ユニットには、一端で第３揺動部材に連結され、他端で第２駆動レールに連結される第３ばね部材と、一端で第４揺動部材に連結され、他端で第２駆動レールに連結される第４ばね部材とがさらに組み込まれてもよい。
【００１４】
こういった転写ユニットでは、第１および第２駆動レールの変位を実現するにあたって単一のカム部材がさらに組み込まれてもよい。このとき、第１駆動レールには第１カム受け面が形成されればよく、第２駆動レールには第２カム受け面が形成されればよい。カム部材には、第１カム受け面を受け止める第１プロファイル面と、第２カム受け面を受け止める第２プロファイル面とが規定されればよい。こういったカム部材の働きによれば、第１および第２駆動レールの変位は第１および第２プロファイル面ごとに個別に制御されることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００２０】
図１は画像形成装置の一具体例に係るカラーレーザプリンタ１１を概略的に示す。このカラーレーザプリンタ１１のハウジング１２は、ほぼ直方体に形成されて、内側に収容空間を区画するハウジング本体１２ａと、このハウジング本体１２ａに連結されて、ハウジング本体１２ａの１側面で開放口を開閉する開閉カバー１２ｂとを備える。ハウジング本体１２ａは例えば給紙カセット１３上に設置される。給紙カセット１３には例えば複数枚のプリント用紙といったプリント媒体が収納される。ハウジング本体１２ａの上面には排紙受け１４が形成される。プリント後のプリント用紙は排紙口１５から排紙受け１４に向かって吐き出される。こういったカラーレーザプリンタ１１は例えばコンピュータ端末（図示せず）に接続されて使用されることができる。
【００２１】
図２に示されるように、ハウジング本体１２ａ内の収容空間には４機のプリントユニット１６が組み込まれる。各プリントユニット１６は、中心軸回りで回転する現像ドラムすなわち感光ドラム１７を備える。４本の感光ドラム１７は、１平面内で相互に平行に配列される中心軸回りで同期しつつ回転することができる。各プリントユニット１６には、シアントナーＣ、マゼンタトナーＭ、イエロートナーＹおよびブラックトナーＫが個別に収納される。
【００２２】
ハウジング本体１２ａ内の収容空間には、４機のプリントユニット１６の上方で光学ユニット１８が固定される。この光学ユニット１８は、周知の通り、各感光ドラム１７の円筒表面に向けて個別にレーザ光線１９を照射する。レーザ光線１９は各感光ドラム１７の円筒表面に静電潜像を描き出す。こうしてレーザ光線１９に基づき円筒表面が感光されると、各感光ドラム１７にはトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋが供給される。各色のトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは各感光ドラム１７の円筒表面上で静電潜像を可視化する。
【００２３】
さらに、ハウジング本体１２ａ内の収容空間では４機のプリントユニット１６の下方に転写ユニット２１が配置される。この転写ユニット２１は、各感光ドラム１７の中心軸に平行な中心軸回りで回転する前側回転ローラ２２ａ、２２ｂと、これら前側回転ローラ２２ａ、２２ｂの中心軸に平行な中心軸回りで回転する後側回転ローラ２３とを備える。前側および後側回転ローラ２２ａ、２２ｂ、２３には、少なくとも２つの回転ローラ２２ａ、２３の間で循環する中間転写ベルト２４が巻き付けられる。中間転写ベルト２４は、少なくとも一方の前側回転ローラ２２ｂから後側回転ローラ２３に向かって１水平面を規定する。この１水平面は各感光ドラム１７の円筒表面から離された位置に規定される。
【００２４】
前側および後側回転ローラ２２ｂ、２３の間では、感光ドラム１７ごとに向き合わせられる４本の１次転写ローラ２５ａ〜２５ｄが配置される。各１次転写ローラ２５ａ〜２５ｄは、感光ドラム１７の中心軸に平行な中心軸回りで回転することができる。各１次転写ローラ２５ａ〜２５ｄは、後述されるように、対応する感光ドラム１７の円筒表面との間に中間転写ベルト２４を挟み込む接触位置と、対応する感光ドラム１７の円筒表面から完全に引き離される待避位置との間で変位することができる。図２から明らかなように、１次転写ローラ２５ａ〜２５ｄの働きで各感光ドラム１７の円筒表面に中間転写ベルト２４が押しつけられると、各感光ドラム１７の円筒表面に描かれた各色のトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの可視像は中間転写ベルト２４に転写されることができる。４本の感光ドラム１７に相次いで接触した中間転写ベルト２４の表面にはトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに基づき例えば多色の可視像が描き出される。中間転写ベルト２４の張力は例えばテンションローラ２６の働きで調節されることができる。
【００２５】
この転写ユニット２１は、前側回転ローラ２２ａに向き合う２次転写ローラ２７をさらに備える。この２次転写ローラ２７は、前側回転ローラ２２ａとの間にプリント用紙を挟み込む。前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７が同期しつつ回転すると、前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７の間を通過するプリント用紙に中間転写ベルト２４上の多色の可視像は転写される。２次転写ローラ２７は、前側回転ローラ２２ａの中心軸に平行な中心軸回りで回転すればよい。
【００２６】
ハウジング本体１２ａ内の収容空間には、４機のプリントユニット１６や転写ユニット２１に隣接して駆動ユニット２８が配置される。この駆動ユニット２８は、後述されるように、４機のプリントユニット１６に組み込まれる感光ドラム１７や、転写ユニット２１の後側回転ローラ２３に所定の駆動力を伝達する。この駆動力に基づき各感光ドラム１７や後側回転ローラ２３は回転することができる。
【００２７】
ハウジング本体１２ａ内の収容空間には前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７の上方で定着器ユニット２９がさらに固定される。この定着器ユニット２９は、前側回転ローラ２２ａや２次転写ローラ２７の中心軸に平行な中心軸回りで回転する１対の熱ローラ３１、３１を備える。熱ローラ３１、３１は、前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７から繰り出されるプリント用紙を挟み込む。熱ローラ３１、３１の熱はプリント用紙上のトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを溶融する。その結果、トナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋはプリント用紙に染み込む。こうしてトナーＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの可視像はプリント用紙の表面に定着することができる。定着器ユニット２９から送り出されるプリント用紙は排紙口１５に向かって案内される。
【００２８】
前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７の下方には紙送り出し機構３２が配置される。この紙送り出し機構３２は、給紙カセット１３から１枚ずつプリント用紙を繰り出すピックアップローラ３３と、このピックアップローラ３３から受け渡されるプリント用紙を前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７の間に送り込むフィードローラ３４、３４とを備える。こうしたピックアップローラ３３やフィードローラ３４は、前側回転ローラ２２ａおよび２次転写ローラ２７の中心軸に平行な中心軸回りで回転すればよい。
【００２９】
ここで、本発明に係る転写ユニット２１の構造を詳細に説明する。図３に示されるように、転写ユニット２１は、ハウジング本体１２ａ内に固定されるフレーム３５を備える。このフレーム３５は、少なくとも前側および後側回転ローラ２２ａ、２２ｂ、２３の回転軸を回転自在に支持する１対の側フレーム部材３６ａ、３６ｂを備える。これら側フレーム部材３６ａ、３６ｂに挟まれる空間で前述の中間転写ベルト２４は前側および後側回転ローラ２２ａ、２２ｂ、２３に巻き付けられる。
【００３０】
各側フレーム部材３６ａ、３６ｂには、ブラックトナーＫに関連する１次転写ローラすなわち第１転写ローラ２５ａの回転軸を保持する第１揺動部材３７が取り付けられる。これらの第１揺動部材３７は、第１転写ローラ２５ａの中心軸に平行な１直線に沿って延びる支軸３８回りで揺動することができる。これらの第１揺動部材３７には、支軸３８から相互に異なる方向に延びる第１および第２アーム３７ａ、３７ｂが形作られる。第１アームの先端には回転自在に第１転写ローラ２５ａが支持される。第２アーム３７ｂは、例えば支軸３８上で第１アーム３７ａに９０°程度の角度で交差すればよい。こういった揺動部材３７の揺動を通じて第１転写ローラ２５ａは前述の通りに接触位置と待避位置との間で移動することができる。
【００３１】
同様に、各側フレーム部材３６ａ、３６ｂには、イエロートナーＹ、マゼンタトナーＭおよびシアントナーＣに関連する１次転写ローラすなわち第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの回転軸を保持する第２〜第４揺動部材３９、４０、４１が取り付けられる。第２揺動部材３９は、第２転写ローラ２５ｂの中心軸に平行な１直線に沿って延びる支軸４２回りで揺動することができる。第３揺動部材４０は、第３転写ローラ２５ｃの中心軸に平行な１直線に沿って延びる支軸４３回りで揺動することができる。第４揺動部材４１は、第４転写ローラ２５ｄの中心軸に平行な１直線に沿って延びる支軸４４回りで揺動することができる。これらの第２〜第４揺動部材３９、４０、４１には、前述の第１揺動部材３７と同様に、支軸４２〜４４から相互に異なる方向に延びる第１および第２アーム３９ａ、３９ｂ、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂが形作られる。これら揺動部材３９、４０、４１の揺動を通じて第２〜第４転写ローラ２５ｂ〜２５ｄは前述の通りに接触位置と待避位置との間で移動することができる。
【００３２】
図４に示されるように、側フレーム部材３６ａには、フレーム３５に対して相対変位自在に第１および第２駆動レール４５、４６が支持される。この支持にあたって、第１および第２駆動レール４５、４６には弾性フック片４７、４８が形成される。各弾性フック片４７、４８は、側フレーム部材３６ａに形成される溝孔４９、５０に着脱自在に受け入れられる。図５に示されるように、弾性フック片４７、４８の先端には鉤４７ａ、４８ａが形成される。弾性フック片４７、４８が対応する溝孔４９、５０にはめ込まれると、弾性フック片４７、４８の鉤４７ａ、４８ａは溝孔４９、５０の縁に係り合う。図４から明らかなように、各溝孔４９、５０は、支軸３８、４２〜４４の軸心を含む１水平面に平行に延びる。したがって、第１および第２駆動レール４５、４６は、４本の支軸３８、４２〜４４の中心軸を含む１平面に平行に側フレーム部材３６ａ上で往復移動することができる。
【００３３】
図４に示されるように、第１揺動部材３７と第１駆動レール４５との間には第１ばね部材すなわち第１巻きばね５２が配置される。第１巻きばね５２の一端は第１揺動部材３７の第２アーム３７ｂの先端に連結される。第１巻きばね５２の他端は第１駆動レール４５の取り付け用突起４５ａに連結される。第１巻きばね５２は、第１揺動部材３７の第２アーム３７ｂと第１駆動レール４５の取り付け用突起４５ａとを相互に近づける収縮力を発揮する。第１駆動レール４５が前側回転ローラ２２ａ、２２ｂに最も接近する最前位置に位置決めされると、第１巻きばね５２はその最小長さまで収縮する。したがって、第１揺動部材３７と第１駆動レール４５との間には第１巻きばね５２の収縮力は作用しない。その一方で、第１駆動レール４５が後側ローラ２３に向かって後退していくと、第１揺動部材３７の第２アーム３７ｂには第１巻きばね５２の収縮力が作用する。したがって、第１揺動部材３７の第２アーム３７ｂは第１駆動レールの後退移動に追従して後退する。第１揺動部材３７は揺動する。
【００３４】
同様に、第２〜第４揺動部材３９、４０、４１と第２駆動レール４６との間には第２〜第４ばね部材すなわち第２〜第４巻きばね５３、５４、５５が配置される。第２〜第４巻きばね５３〜５５の一端は第２〜第４揺動部材３９、４０、４１の第２アーム３９ｂ、４０ｂ、４１ｂの先端に連結される。第２〜第４巻きばね５３〜５５の他端は第２駆動レール４６の各取り付け用突起４６ａ、４６ｂ、４６ｃに連結される。第２〜第４巻きばね５３〜５５は、第２〜第４揺動部材３９、４０、４１の第２アーム３９ｂ、４０ｂ、４１ｂと第２駆動レール４６の取り付け用突起４６ａ、４６ｂ、４６ｃとを相互に近づける収縮力を発揮する。第２駆動レール４６が前側回転ローラ２２ａ、２２ｂに最も接近する最前位置に位置決めされると、第２〜第４巻きばね５３〜５５はその最小長さまで収縮する。したがって、第２〜第４揺動部材３９、４０、４１と第２駆動レール４６との間には第２〜第４巻きばね５３〜５５の収縮力は作用しない。その一方で、第２駆動レール４６が後側ローラ２３に向かって後退していくと、第２〜第４揺動部材３９、４０、４１の第２アーム３９ｂ、４０ｂ、４１ｂには第２〜第４巻きばね５３〜５５の収縮力が作用する。したがって、第２〜第４揺動部材３９、４０、４１の第２アーム３９ｂ、４０ｂ、４１ｃは第２駆動レール４６の後退移動に追従して後退する。第２〜第４揺動部材３９、４０、４１は揺動する。
【００３５】
側フレーム部材３６ａには、第１および第２駆動レール４５、４６に接触するカム部材５６が取り付けられる。このカム部材５６は、４本の支軸３８、４２〜４４の軸心に平行に延びる支軸５７回りで回転することができる。図６から明らかなように、カム部材５６には、カム部材５６が１回転する間に第１駆動レール４５に接触し続ける第１プロファイル面５６ａと、同様にカム部材５６が１回転する間に第２駆動レール４６に接触し続ける第２プロファイル面５６ｂとが形成される。第１および第２プロファイル面５６ａ、５６ｂは、支軸５７の軸心で規定される方向に相互に隣接して形成されればよい。第１および第２プロファイル面５６ａ、５６ｂは、後側回転ローラ２３と支軸５７との間で第１および第２駆動レール４５、４６のカム受け面５８、５９に接触する。こうした第２プロファイル面５６ｂと第２駆動レール４６との接触の確立にあたって、第２駆動レール４６のカム受け面５９は、カム部材５６の支軸５７を跨いで後側回転ローラ２３に向かって反対側に延びる接触用アーム６１の先端に規定される。
【００３６】
図７に示されるように、カム部材５６には、支軸５７の軸心から第１半径Ｄ１で描き出される第１仮想円筒面６２と、同様に支軸５７の軸心から第２半径Ｄ２で描き出される第２仮想円筒面６３とが規定されることができる。第１および第２半径Ｄ１、Ｄ２の差分は第１および第２駆動レール４５、４６の前後方向移動量に対応する。
【００３７】
第１プロファイル面５６ａは、例えば中心角０度位置から中心角８０度位置までの間で広がる平坦面６４と、この平坦面６４に連続する実円筒面６５とを備える。平坦面６４は、中心角０度位置で第１仮想円筒面６２の母線に沿って第１仮想円筒面６２に接する１平面に沿って広がる。実円筒面６５は、例えば中心角８０度位置から少なくとも中心角１９０度位置までの間で第２仮想円筒面６３に沿って広がる。平坦面６４と実円筒面６５とは、例えば中心角８０度位置で滑らかな湾曲面６６に沿って相互に接続されればよい。中心角１９０度位置から中心角３６０度位置までの間には、第２半径Ｄ２から第１半径Ｄ１に徐々に減少する半径で描き出される湾曲面６７が形成されればよい。２つの湾曲面６６、６７は支軸５７の軸心に平行な母線を維持する。
【００３８】
第２プロファイル面５６ｂは、中心角０度位置から中心角９０度位置までの間で第１仮想円筒面６２に沿って広がる第１実円筒面７１を備える。この第１実円筒面７１には、中心角９０度位置から中心角１７０度位置までの間に広がる第１平坦面７２が連続する。この第１平坦面７２は、中心角９０度位置で第１仮想円筒面６２の母線に沿って第１仮想円筒面６２に接する１平面に沿って広がる。この１平面は、前述のように第１プロファイル面５６ａの平坦面６４を含む１平面に直交する。
【００３９】
第１平坦面７２には、例えば中心角１７０度位置から中心角１９０度位置までの間で第２仮想円筒面６３に沿って広がる第２実円筒面７３が連続する。第２実円筒面７３と第１平坦面７２とは、例えば中心角１７０度位置で滑らかな湾曲面７４に沿って相互に接続されればよい。中心角１９０度位置から中心角３６０度位置までの間には、第２半径Ｄ２から第１半径Ｄ１に徐々に減少する半径で描き出される湾曲面７５が形成されればよい。２つの湾曲面７４、７５は支軸５７の軸心に平行な母線を維持する。ただし、湾曲面７５と前述の第１実円筒面７１との間には、少なくとも中心角３１５度位置から中心角３６０度位置までの範囲で第２平坦面７６が形成されることが望まれる。この第２平坦面７６は、前述のように第１プロファイル面５６ａの平坦面６４を含む１平面に沿って広がる。
【００４０】
側フレーム部材３６ｂには、側フレーム部材３６ａと同様に、第１および第２駆動レール４５、４６や第１〜第４巻きばね５２〜５５、カム部材５６が取り付けられればよい。このとき、側フレーム部材３６ａ、３６ｂの１対のカム部材５６は支軸５７を共有すればよい。すなわち、例えば一方のカム部材５６に回転駆動力が加えられれば、２つのカム部材５６、５６は同期しつつ支軸５７回りで回転することができる。
【００４１】
図８から明らかなように、駆動ユニット２８には２機の駆動源すなわち第１および第２電動モータ８１、８２が組み込まれる。第１電動モータ８１の駆動軸には、３通りの伝達経路８３、８４、８５に沿って所定のギア比で第１電動モータ８１の回転を伝達する第１歯車機構８６が連結される。この第１歯車機構８６は、シアントナーＣ、マゼンタトナーＭおよびイエロートナーＹに関連するプリントユニット１６にそれぞれ連結される第１、第２および第３出力歯車８７、８８、８９を備える。第１、第２および第３出力歯車８７〜８９は、各トナーＣ、Ｍ、Ｙに関連する感光ドラム１７の回転軸に結合されればよい。第１電動モータ８１の駆動軸が回転すると、シアントナーＣ、マゼンタトナーＭおよびイエロートナーＹに関連するプリントユニット１６の感光ドラム１７は同期しつつ回転することができる。
【００４２】
第２電動モータ８２の駆動軸には、同様に、３通りの伝達経路すなわち第１、第２および第３伝達経路９１、９２、９３に沿って所定のギア比で第２電動モータ８２の回転を伝達する第２歯車機構９４が連結される。この第２歯車機構９４は、第１伝達経路９１に組み込まれて、ブラックトナーＫに関連するプリントユニット１６に連結される第４出力歯車９５と、第２伝達経路９２に組み込まれて、転写ユニット２１の後側回転ローラ２３に連結される第５出力歯車９６と、第３伝達経路９３に組み込まれて、転写ユニット２１のカム部材５６に連結される第６出力歯車９７とを備える。第４出力歯車９５は、ブラックトナーＫに関連する感光ドラム１７の回転軸に結合されればよい。第１および第２電動モータ８１、８２の駆動軸が同一速度で回転すると、全４機のプリントユニット１６の感光ドラム１７は同期しつつ回転することができる。
【００４３】
第２歯車機構９４は、第２電動モータ８２の駆動軸に噛み合わせられて、第２および第３伝達経路９２、９３に第２電動モータ８２の回転を分配する分配歯車９８を備える。この分配歯車９８には、第５出力歯車９２に向けて所定のギア比で第２電動モータ８２の回転を伝達する第１中間歯車９９と、同様に第６出力歯車９７に向けて所定のギア比で第２電動モータ８２の回転を伝達する第２中間歯車１０１とが個別に噛み合わせられる。第５出力歯車９６は後側回転ローラ２３の回転軸に結合されればよい。こうして後側回転ローラ２３には所定のギア比で第２電動モータ８２の回転が伝達される。第２電動モータ８２の駆動軸が回転すると、後側回転ローラ２３は、少なくともブラックトナーＫに関連する感光ドラム１７に同期しつつ回転することができる。
【００４４】
さらに、この第２歯車機構９４では、第２中間歯車１０１から第６出力歯車９７に至る第３伝達経路９３にクラッチ１０２が組み込まれる。このクラッチ１０２は、第２中間歯車１０１から伝達される回転を受け取る入力側歯車１０３と、１伝達歯車１０４を介して第６出力歯車９３に噛み合わせられる出力側歯車１０５とを備える。クラッチ１０２は、同一の回転速度で入力側歯車１０３および出力側歯車１０５を回転させる接続状態と、入力側歯車１０３を空転させて出力側歯車１０５の回転を阻止する切断状態とで切り替えられることができる。クラッチ１０２の接続状態で第３伝達経路９３が確立されると、第２電動モータ８２の回転は所定のギア比で第６出力歯車９３まで伝達される。その結果、カム部材５６は回転する。クラッチ１０２の切断状態では第３伝達経路９３は入力側歯車１０３および出力側歯車１０５の間で分断される。この場合には、第２電動モータ８２の回転に拘わらずカム部材５６の回転は阻止される。第６出力歯車９３は例えばカム部材５６の支軸５７に結合されればよい。
【００４５】
カラーレーザプリンタ１１の電源切断時や待機中では、図９に示されるように、カム部材５６は基準姿勢に維持される。第１駆動レール４５のカム受け面５８は第１プロファイル面５６ａの平坦面６４に受け止められる。同時に、第２駆動レール４６のカム受け面５９は第２プロファイル面５６ｂの第２平坦面７６に受け止められる。第１および第２駆動レール４５、４６は最前位置すなわちホームポジションに位置決めされる。
【００４６】
このとき、第１〜第４巻きばね５２〜５５の収縮力は第１〜第４揺動部材３７、３９〜４１に作用しない。第１〜第４転写ローラ２５ａ〜２５ｄでは押しつけ力は生み出されない。したがって、例えば中間転写ベルト２４の張力に基づき第１〜第４転写ローラ２５ａ〜２５ｄは待避位置に押し戻される。第１〜第４転写ローラ２５ａ〜２５ｄは対応の感光ドラム１７から引き離される。中間転写ベルト２４は、全ての感光ドラム１７から離れた位置で１水平面を規定する。第１〜第４巻きばね５２〜５５は最小長さに維持されることができ、したがって、第１および第２駆動レール４５、４６の最前位置を維持するにあたって駆動力は一切加えられる必要はない。余分な駆動力が排除されることから、揺動部材３７、３９〜４１や第１および第２駆動レール４５、４６の剛性は弱められることができる。各部材の軽量化や薄型化は実現されることができる。
【００４７】
いま、カラーレーザプリンタ１１にカラープリントの指令が供給される場面を想定する。クラッチ１０２の接続状態は確立される。第１および第２電動モータ８１、８２は始動する。カム部材５６は回転する。回転に応じて第１駆動レール４５のカム受け面５８と第１プロファイル面５６ａとの接触位置は移動していく。第１プロファイル面５６ａの湾曲面６６はカム受け面５８に押し当て力を作用する。第１駆動レール４５は最前位置から後退していく。カム受け面５８と実円筒面６５との間で接触が確立されると、図１０に示されるように、第１駆動レール４５は最後退位置に位置決めされる。
【００４８】
第１駆動レール４５が最後退位置に向けて後退するにつれて、第１揺動部材３７と第１駆動レール４５との間では第１巻きばね５２の収縮力が十分に作用する。したがって、第１揺動部材３７の第２アーム３７ｂは第１駆動レール４５の取り付け用突起４５ａに引き寄せられる。第１駆動レール４５の後退に追従して第１揺動部材３７は揺動する。中間転写ベルト２４の張力に抗して第１揺動部材３７は接触位置に向けて第１転写ローラ２５ａを持ち上げる。揺動に応じて第１転写ローラ２５ａが接触位置に到達すると、第１転写ローラ２５ａは、ブラックトナーＫに関連する感光ドラム１７に押しつけられる。こうして第１転写ローラ２５ａと感光ドラム１７との間には中間転写ベルト２４のニップは確立される。カム部材５６の回転角が１９０度に達すると、カム部材５６の回転は停止される。
【００４９】
こうしたカム部材５６の回転中に、第２駆動レール４６のカム受け面５９と第２プロファイル面５６ｂとの接触位置は同様に移動していく。こうした接触位置は、第２プロファイル面５６ａの第２平坦面７６から第１実円筒面７１および第１平坦面７２を経て湾曲面７４に至る。カム部材５６の回転に応じて湾曲面７４はカム受け面５９に押し当て力を作用する。第２駆動レール４６は最前位置から後退していく。カム受け面５９と第２実円筒面７３との間で接触が確立されると、図１０から明らかなように、第２駆動レール４６は最後退位置に位置決めされる。
【００５０】
第２駆動レール４６が最後退位置に向けて後退するにつれて、第２〜第４揺動部材３９〜４１と第２駆動レール４６との間では第２〜第４巻きばね５３〜５５の収縮力が十分に作用する。したがって、第２〜第４揺動部材３９〜４１の第２アーム３９ｂ、４０ｂ、４１ｂは、第２駆動レール４５で対応する取り付け用突起４６ａ、４６ｂ、４６ｃに引き寄せられる。第２駆動レール４６の後退に追従して第２〜第４揺動部材３９〜４１は揺動する。中間転写ベルト２４の張力に抗して第２〜第４揺動部材３９〜４１は接触位置に向けて第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを持ち上げる。揺動に応じて第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが接触位置に到達すると、第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、対応するイエロートナーＹ、マゼンタトナーＭおよびシアントナーＣに関連する感光ドラム１７に押しつけられる。こうして第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと感光ドラム１７との間には中間転写ベルト２４のニップは確立される。
【００５１】
以上のような動作中に、第１〜第４巻きばね５２〜５５では、中間転写ベルト２４のニップに必要とされる最小限の収縮力が生み出されればよい。したがって、第１および第２駆動レール４５、４６に加えられる駆動力は最小限に抑制されることができる。したがって、第１および第２駆動レール４５、４６の移動にあたって大きな駆動力を発揮する専用の駆動モータは必要とされない。第２駆動モータ８２から分配される駆動力で十分に第１および第２駆動レール４５、４６の移動は引き起こされることができる。
【００５２】
続いて、カラーレーザプリンタ１１にモノクロプリントの指令が供給される場面を想定する。クラッチ１０２の接続状態は確立される。第２電動モータ８２は始動する。カム部材５６は回転する。回転に応じて第１駆動レール４５のカム受け面５８と第１プロファイル面５６ａとの接触位置は移動していく。前述と同様に、カム受け面５８と実円筒面６５との間で接触が確立されると、図１１に示されるように、第１駆動レール４５は最後退位置に位置決めされる。第１転写ローラ２５ａは、ブラックトナーＫに関連する感光ドラム１７に押しつけられる。こうして第１転写ローラ２５ａと感光ドラム１７との間には中間転写ベルト２４のニップは確立される。
【００５３】
ここでは、カム部材５６の回転角が９０度に達すると、カム部材５６の回転は停止される。こうしたカム部材５６の回転中に、第２駆動レール４６のカム受け面５９と第２プロファイル面５６ｂとの接触位置は同様に移動していく。ただし、接触位置は第２プロファイル面５６ａの第１実円筒面７１上で維持される。したがって、図１１から明らかなように、第２駆動レール４６は最前位置に留められる。第２〜第４巻きばね５３〜５５の収縮力は第２〜第４揺動部材３９〜４１に作用しない。前述と同様に、第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは待避位置に押し戻される。第２〜第４転写ローラ２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは対応の感光ドラム１７から引き離される。
【００５４】
こうして第２〜第４巻きばね５３〜５５は最小長さに維持される。カム部材５６には、第１巻きばね５２の収縮力に抗して第１駆動レール４５を後退させる駆動力のみが必要とされる。したがって、カム部材５６の駆動に必要とされる駆動力は最小限に抑制されることができる。第２駆動モータ８２の負担は一層軽減されることができる。
【００５５】
以上のようなカラーレーザプリンタ１１では、例えば電源の投入時に第１および第２駆動レール４５、４６の最前位置が検知されてもよい。こうした検知にあたって、クラッチ１０２の接続状態が確立された後に第１および第２電動モータ８１、８２は回転する。少なくともカム部材５６が１回転する間に第１および第２駆動レール４５、４６の位置は持続的に監視されればよい。こうして第１および第２駆動レール４５、４６の位置が監視されると、例えば図１２から明らかなように、カム部材５６の姿勢すなわち支軸５７の回転量は特定されることができる。カム部材５６基準姿勢を確立する第２駆動モータ８２の回転位置は特定されることができる。
【００５６】
その他、以上のような転写ユニット２１では、図１３に示されるように、例えば第１駆動レール４５とカム部材５６との間に転倒防止機構１０６が組み込まれてもよい。この転倒防止機構１０６は、カム部材５６の周囲に一体に形成される案内レール１０７と、第１駆動レール４５に形成されて、案内レール１０７を受け入れる案内溝１０８とを備えればよい。案内溝１０８は、第１駆動レール４５のカム受け面５８がカム部材５６の第１プロファイル面５６ａに接触する限り、カム部材５６の１回転中に案内レール１０７を受け入れ続ける。案内レール１０７は、第１および第２プロファイル面５６ａ、５６ｂの境界に沿って第１プロファイル面５６ａから立ち上がればよい。こういった転倒防止機構１０６によれば、例えば第１駆動レール４５が側フレーム部材３６ａから遠ざかろうとすると、案内レール１０７は案内溝１０８の内壁を受け止める。案内レール１０７は第１駆動レール４５の動きを規制することができる。したがって、第１駆動レール４５の転倒は確実に防止されることができる。図１４から明らかなように、案内レール１０７は、第１プロファイル面５６ａから均一な高さで立ち上がればよい。
【００５７】
（付記１） フレームと、相互に平行に延びる中心軸回りで回転する第１および第２転写ローラと、第１転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第１転写ローラの回転軸を保持する第１揺動部材と、第２転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第２転写ローラの回転軸を保持する第２揺動部材と、相対変位自在にフレームに支持されて、第１揺動部材に駆動力を伝達する第１駆動レールと、相対変位自在にフレームに支持されて、第２揺動部材に駆動力を伝達する第２駆動レールとを備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００５８】
（付記２） 付記１に記載の画像形成装置向け転写ユニットにおいて、一端で前記第１揺動部材に連結され、他端で前記第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、一端で前記第２揺動部材に連結され、他端で前記第２駆動レールに連結される第２ばね部材とをさらに備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００５９】
（付記３） 付記１に記載の画像形成装置向け転写ユニットにおいて、前記第２転写ローラの中心軸に平行に延びる中心軸回りで回転する第３および第４転写ローラと、第３転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第３転写ローラの回転軸を保持する第３揺動部材と、第４転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第４転写ローラの回転軸を保持する第４揺動部材とをさらに備え、前記第２駆動レールは、前記第２揺動部材に加えて第３および第４揺動部材に駆動力を伝達することを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００６０】
（付記４） 付記３に記載の画像形成装置向け転写ユニットにおいて、一端で前記第１揺動部材に連結され、他端で前記第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、一端で前記第２揺動部材に連結され、他端で前記第２駆動レールに連結される第２ばね部材と、一端で前記第３揺動部材に連結され、他端で前記第２駆動レールに連結される第３ばね部材と、一端で前記第４揺動部材に連結され、他端で前記第２駆動レールに連結される第４ばね部材とをさらに備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００６１】
（付記５） 付記１〜４のいずれかに記載の画像形成装置向け転写ユニットにおいて、前記第１駆動レールに形成される第１カム受け面と、前記第２駆動レールに形成される第２カム受け面と、第１および第２プロファイル面で第１および第２カム受け面を個別に受け止めるカム部材とをさらに備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００６２】
（付記６） ハウジングと、ハウジング内で固定されるフレームと、ハウジング内に組み込まれる第１および第２プリントユニットと、中心軸回りで回転し、第１プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられる第１転写ローラと、第１転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第１転写ローラの回転軸を保持する第１揺動部材と、第１転写ローラの中心軸に平行な中心軸回りで回転し、第２プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられる第２転写ローラと、第２転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第２転写ローラの回転軸を保持する第２揺動部材と、相対変位自在にフレームに支持されて、第１揺動部材に駆動力を伝達する第１駆動レールと、相対変位自在にフレームに支持されて、第２揺動部材に駆動力を伝達する第２駆動レールとを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６３】
（付記７） 付記６に記載の画像形成装置において、一端で前記第１揺動部材に連結され、他端で前記第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、一端で前記第２揺動部材に連結され、他端で前記第２駆動レールに連結される第２ばね部材とをさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６４】
（付記８） 付記６または７に記載の画像形成装置において、前記第１駆動レールに形成される第１カム受け面と、前記第２駆動レールに形成される第２カム受け面と、第１および第２プロファイル面で第１および第２カム受け面を個別に受け止めるカム部材とをさらに備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６５】
（付記９） フレームと、中心軸回りで回転する転写ローラと、転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、転写ローラの回転軸を保持する揺動部材と、相対変位自在にフレームに支持される駆動レールと、一端で揺動部材に連結され、他端で駆動レールに連結されるばね部材とを備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
【００６６】
（付記１０） ハウジングと、ハウジング内で固定されるフレームと、ハウジング内に組み込まれるプリントユニットと、中心軸回りで回転し、プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられる転写ローラと、転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、転写ローラの回転軸を保持する揺動部材と、相対変位自在にフレームに支持される駆動レールと、一端で揺動部材に連結され、他端で駆動レールに連結されるばね部材とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、できる限り小さな駆動力で転写ローラの押しつけおよび引き離しを実現することができる画像形成装置向け転写ユニットは提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 画像形成装置の一具体例に係るカラーレーザプリンタの外観を示す斜視図である。
【図２】 カラーレーザプリンタの内部構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図３】 転写ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。
【図４】 側フレーム部材の構造を概略的に示す外向き側面図である。
【図５】 図４の５−５線に沿った拡大部分断面図である。
【図６】 上方から観察される側フレーム部材の部分平面図である。
【図７】 第１および第２プロファイル面を概略的に示すカム部材の側面図である。
【図８】 駆動ユニットの構造を概略的に示す側面図である。
【図９】 カラーレーザプリンタの待機中に第１および第２駆動レールと各揺動部材との関係を概略的に示す側面図である。
【図１０】 カラープリントの実行時に第１および第２駆動レールと各揺動部材との関係を概略的に示す側面図である。
【図１１】 モノクロプリントの実行時に第１および第２駆動レールと各揺動部材との関係を概略的に示す側面図である。
【図１２】 第１および第２駆動レールの変位量とカム部材の回転量との関係を示すグラフである。
【図１３】 転倒防止機構の構成を概略的に示す側フレーム部材の部分平面図である。
【図１４】 案内レールの形状を概略的に示すカム部材の側面図である。
【符号の説明】
１１ 電子写真装置としてのカラーレーザプリンタ、１２ ハウジング、１６第１および第２プリントユニット、１７ 感光ドラム、２１ 転写ユニット、２５ａ〜２５ｄ 第１〜第４転写ローラ、３５ フレーム、３７ 第１揺動部材、３８ 第１揺動部材の支軸、３９ 第２揺動部材、４０ 第３揺動部材、４１第４揺動部材、４２ 第２揺動部材の支軸、４３ 第３揺動部材の支軸、４４第４揺動部材の支軸、４５ 第１駆動レール、４６ 第２駆動レール、５２〜５５ 第１〜第４ばね部材として第１〜第４巻きばね、５８ 第１カム受け面、５９ 第２カム受け面、５６ カム部材、５６ａ 第１プロファイル面、５６ｂ第２プロファイル面。

Claims (2)

1. フレームと、
   相互に平行に延びる中心軸回りで回転する第１および第２転写ローラと、
   第１転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第１転写ローラの回転軸を保持する第１揺動部材と、
   第２転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第２転写ローラの回転軸を保持する第２揺動部材と、
   相対変位自在にフレームに支持されて、第１揺動部材に駆動力を伝達する第１駆動レールと、
   相対変位自在にフレームに支持されて、第２揺動部材に駆動力を伝達する第２駆動レールと、
   一端が第１揺動部材に連結され、他端が第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、
   一端が第２揺動部材に連結され、他端あ第２駆動レールに連結される第２ばね部材と、
   第１駆動レールに設けられた第１カム受け面と当接して第１駆動レールを移動させる第１プロファイル面と、第２駆動レールに設けられた第２カム受け面と当接して第２駆動レールを移動させる第２プロファイル面と、を備えるカム部材と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置向け転写ユニット。
2. ハウジングと、
   ハウジング内で固定されるフレームと、
   ハウジング内に組み込まれる第１および第２プリントユニットと、
   中心軸回りで回転し、第１プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられる第１転写ローラと、
   第１転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第１転写ローラの回転軸を保持する第１揺動部材と、
   第１転写ローラの中心軸に平行な中心軸回りで回転し、第２プリントユニット内の感光ドラムに向き合わせられる第２転写ローラと、
   第２転写ローラの中心軸に平行な支軸回りで揺動自在にフレームに支持されて、第２転写ローラの回転軸を保持する第２揺動部材と、
   相対変位自在にフレームに支持されて、第１揺動部材に駆動力を伝達する第１駆動レールと、
   相対変位自在にフレームに支持されて、第２揺動部材に駆動力を伝達する第２駆動レールと、
   一端が第１揺動部材に連結され、他端が第１駆動レールに連結される第１ばね部材と、
   一端が第２揺動部材に連結され、他端が第２駆動レールに連結される第２ばね部材と、
   第１駆動レールに設けられた第１カム受け面と当接して第１駆動レールを移動させる第１プロファイル面と、第２駆動レールに設けられた第２カム受け面と当接して第２駆動レールを移動させる第２プロファイル面と、を備えるカム部材と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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