JP6178767B2

JP6178767B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP6178767B2
Application number: JP2014174696A
Authority: JP
Inventors: 義多賀所
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: JP2016050976A; CN105388737A; US20160062278A1; CN105388737B; US9274459B1

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、無端状の中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置は知られている。中間転写ベルトは、駆動ローラー及びテンションローラーに掛け回されている。この種の画像形成装置では、例えば駆動ローラー及びテンションローラーの平行度が悪いと、中間転写ベルトが蛇行してしまう場合がある。この蛇行量が大き過ぎると、色ずれ等の画像不良を生じるという問題がある。

これに対して、例えば特許文献１に示す画像形成装置では、中間転写ベルトの過度の蛇行を防止するべく蛇行防止装置を備えるようにしている。この蛇行防止装置は、中間転写ベルトの蛇行量を検出する蛇行検知センサーと、蛇行検知センサーによる検知結果に基づいてテンションローラーの水平面に対する傾きを調整する調整機構とを有している。調整機構は、偏心カムとアーム部材とを有している。偏心カムは、モーターにより回転駆動される。アーム部材は、該偏心カムの回転に連動して所定の支持軸回りに揺動する。そしてこのアーム部材の揺動動作によりテンションローラーの一端が上下してテンションローラーの水平面に対する傾きが変化するようになっている。

特開２０１１−２５２９５８号公報

しかしながら、上記特許文献１に示す画像形成装置では、中間転写ベルトの過度の蛇行を防止するために蛇行検知センサーやモーターを設ける必要があるので、装置全体のコストが増加するという問題がある。また、蛇行検知センサーによる検知結果に応じてモーターを高精度で制御する必要があるので、高価なコントローラーが必要になり、このことがさらなるコスト増加を招いている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蛇行検知センサーやモーターを使用することなく簡単な構成により中間転写ベルトの過度の蛇行を防止しようとすることにある。

本発明に係る画像形成装置は、複数のローラーに巻き回されて走行する無端状の中間転写ベルトを備えている。

そして、上記複数のローラーのうち少なくとも１つのローラーは、その軸心の傾きを変化させることで上記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正ローラーであり、上記蛇行補正ローラーは、ローラー本体と、該ローラー本体の軸方向の一側端面から突出する一側ローラー軸部と、該ローラー本体の軸方向の他側端面から突出する他側ローラー軸部と、を有しており、上記蛇行補正ローラーの軸心の傾動を許容しつつ上記他側ローラー軸部を回転可能に支持する固定軸受と、上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記中間転写ベルトが所定の走行位置から上記軸方向の一側に蛇行した際、該中間転写ベルトに接触して該中間転写ベルト共に回転する回転入力部と、上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記回転入力部に対して減速機構を介して連結されて上記回転入力部よりも低速で該回転入力部とは逆向きに回転する回転出力部と、上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記回転出力部に回転一体に支持された回転ギア部と、上記中間転写ベルトのベルト走行面に交差する所定方向に延び、上記回転ギア部に噛合することで該回転ギア部を該所定方向に移動可能にする固定ラックバー部と、上記回転入力部への回転入力が無いときには上記回転ギア部を初期位置に戻すように、該回転ギア部を上記所定方向の一側に付勢する付勢部材と、を備え、上記回転ギア部が初期位置にある状態における蛇行補正ローラーの軸心の傾斜は、当該蛇行補正ローラーに巻き回された該中間転写ベルトが上記軸方向の一側に蛇行するような傾斜である。

この構成によれば、回転ギア部が初期位置にある状態において、中間転写ベルトが走行を開始すると、中間転写ベルトがローラー本体の軸方向の一側に蛇行し始める。そして、中間転写ベルトが一側ローラー軸部に支持された回転入力部に接触すると、回転入力部が中間転写ベルトと共に回転し始める。回転入力部の回転は減速機構を介して回転出力部に伝達される。回転出力部は、回転入力部よりも低速で該回転入力部とは逆向きに回転し、回転出力部と共に回転ギア部が回転する。回転ギア部は、固定ラックバー部に噛合しながら回転することで、固定ラックバー部に沿って上記所定方向の他側に移動する。この結果、一側ローラー軸部が回転ギア部と共に上記所定方向の他側に変位する。一方、他側ローラー軸部は固定軸受に支持されて固定されているので変位しない。このため、ローラー本体の傾きが変化して、中間転写ベルトは蛇行の向きを反転させて上記軸方向の一側から他側に蛇行し始める。しばらくすると、中間転写ベルトが回転入力部に接触しなくなる、つまり回転入力部への回転入力がなくなる。この結果、回転ギア部は付勢部材の付勢力により初期位置に戻る。中間転写ベルトはこの一連の動作を繰り返すことによって、ローラー本体の軸方向において小刻みに蛇行しながら走行する。したがって、中間転写ベルトが小刻みに蛇行しても過度に蛇行することはない。よって、中間転写ベルトの過度の蛇行に起因する画像不良の発生を防止することができる。

上記付勢部材は、上記回転ギア部をその軸心回りに周方向の一側に付勢することで該回転ギア部を上記ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に付勢する捻りバネを含んでいることが好ましい。

この構成によれば、回転入力部への回転入力が無くなったときには、回転ギア部が捻りバネにより周方向の一側に付勢される。この結果、回転ギア部がラックバー部に噛合しながら該ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に付勢される。よって、回転ギア部を捻りバネの付勢力により確実に初期位置へと戻すことができる。

上記画像形成装置は、上記所定方向に移動可能に構成され、上記一側ローラー軸部を回転可能に支持する移動軸受を備え、上記付勢部材は、上記移動軸受を上記所定方向の一側に付勢することで上記回転ギア部を上記ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に間接的に付勢するコイルバネを含んでいることが好ましい。

この構成によれば、他側ローラー軸部が固定軸受により回転可能に支持されていることに加えて、一側ローラー軸部が移動軸受により回転可能に支持されている。したがって、蛇行補正ローラーを２つの軸受により両端支持して、蛇行補正ローラーの回転精度を高めることができる。また、移動軸受はコイルスプリングにより所定方向の一側に付勢されているので、回転入力部への回転入力が無くなったときには、このコイルスプリングの付勢力を利用して、回転ギア部を上記ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に間接的に付勢することができる。そうして、回転ギア部をコイルスプリングの付勢力により確実に初期位置へと戻すことができる。

本発明によれば、蛇行検知センサーやモーターを使用することなく簡単な構成により中間転写ベルトの過度の蛇行を防止することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略の縦断面図である。図２は、中間転写ベルトの蛇行補正機構を示す、図１のII−II線断面図である。図３は、図２のIII方向矢視図である。図４は、蛇行補正装置の動作を説明するための説明図である。図５は、他の実施形態を示す図２相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態》
図１は、この発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成図を示す。この画像形成装置１は、タンデム方式のカラープリンターであって、箱形のケーシング２内に画像形成部３を備えている。この画像形成部３は、ネットワーク接続等がされたコンピューター等の外部機器から伝送されてくる画像データーに基づき画像を記録紙Ｐに転写形成する部署である。画像形成部３の下方には、レーザー光を照射する露光装置４が配置され、画像形成部３の上方には、中間転写ベルト５を有する中間転写装置３０が配置されている。露光装置４の下方には、記録紙Ｐを貯留する用紙貯留部６が配置され、用紙貯留部６の側方には、手差し給紙部７が配置されている。中間転写ベルト５の側方上部には、記録紙Ｐに転写形成された画像に定着処理を施す定着部８が配置されている。符号９は、ケーシング２上部に配置され、定着部８で定着処理が施された記録紙Ｐを排出する用紙排出部である。

画像形成部３は、中間転写ベルト５に沿って一列に配置された４つの画像形成ユニット１０ａ〜１０ｄを備えている。画像形成ユニット１０ａはブラックのトナー像を形成し、画像形成ユニット１０ｂはイエローのトナー像を形成し、画像形成ユニット１０ｃはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成ユニット１０ｄはシアンのトナー像を形成する。画像形成ユニット１０ａ〜１０ｄは、像担持体としての感光体ドラム１１ａ〜１１ｄを有している。各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの直下には、帯電器１２ａ〜１２ｄが配置され、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの一側方には、現像装置１３ａ〜１３ｄが配置され、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの直上には、一次転写ローラー１４ａ〜１４ｄが配置され、各感光体ドラム１１の他側方には、感光体ドラム１１の周面をクリーニングするクリーニング部（以下、クリーニング装置という）１５ａ〜１５ｄが配置されている。

そして、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、帯電器１２によって周面が一様に帯電され、当該帯電後の感光体ドラム１１の周面に対して、上記コンピューター等から入力された画像データーに基づく各色に対応したレーザー光が露光装置４から照射され、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周面に静電潜像が形成される。かかる静電潜像に現像装置１３から現像剤が供給されて、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの周面に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。これらトナー像は、一次転写ローラー１４に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト５にそれぞれ重ねて転写される。

符号１６は、定着部８の下方に中間転写ベルト５と当接した状態で配置された二次転写ローラーであり、用紙貯留部６又は手差し給紙部７から用紙搬送路１７を搬送される記録紙Ｐを二次転写ローラー１６と中間転写ベルト５とで挟持し、二次転写ローラー１６に印加された転写バイアスにより中間転写ベルト５上のトナー像を記録紙Ｐに転写するようにしている。

定着部８は、加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とを備え、これら加熱ローラー１８と加圧ローラー１９とにより記録紙Ｐを挟持して加熱加圧し、記録紙Ｐに転写されたトナー像を記録紙Ｐに定着させるようにしている。定着処理後の記録紙Ｐは、用紙排出部９に排出される。符号２０は、両面印刷時に定着部８から排出された記録紙Ｐを反転させるための反転搬送路である。

上記中間転写ベルト５は、駆動ローラー３３、テンションローラー３４及びアイドルローラー３５に掛け回されている。駆動ローラー３３及びテンションローラー３５は、画像形成装置１の左右方向に互いに間隔を空けて略平行に配置されている。駆動ローラー３３は、モーターに連結されていて、中間転写ベルト５を図１の時計回り方向に走行させる。テンションローラー３４は、不図示のバネにより図１の右側に付勢されていて、中間転写ベルト５に対し張力を付与する。アイドルローラー３５は、駆動ローラー３３及びテンションローラー３４よりも上側に配置されていて、中間転写ベルト５の走行経路を規定している。

本実施形態では、アイドルローラー３５は、その軸心の傾き（本実施形態では水平面に対する傾き）を変化させることで上記中間転写ベルト５の蛇行を補正する蛇行補正ローラーとして機能する。具体的には、アイドルローラー３５は、図２に示すように、中間転写ベルト５が巻き回される円筒状のローラー本体４０と、該ローラー本体４０の軸方向の一側端面から突出する一側ローラー軸部４１と、ローラー本体４０の軸方向の他側端面から突出する他側ローラー軸部４２とを有している。これらのローラー本体４０と両軸部４１，４２の軸心は一致している。上記アイドルローラー３５は、固定軸受４３及び移動軸受４４により両端支持されている。固定軸受４３は、一側ローラー軸部４１を回転自在に支持していて、ケーシング２の前側壁に固定されている。移動軸受４４は、他側ローラー軸部４２を回転自在に支持している。移動軸受４４は、圧縮コイルバネ４５を介して板状の下側水平フレーム５６に弾性支持されている。そうして、移動軸受４４は、上下方向に変位可能に構成されている。移動軸受４４は、付図示のガイド部材によって上下方向にスライド可能にガイドされていることが好ましい。

このようにアイドルローラー３５を支持する２つの軸受４３，４４のうち一方を固定軸受４３とし且つ他方を移動軸受４４とすることで、アイドルローラー３５は固定軸受４３を支点として傾動可能になっている。上記固定軸受４３は、本実施形態では深溝玉軸受により構成されている。固定軸受４３は、アイドルローラー３５の軸心の傾きを許容可能に構成されている。固定軸受４３は、例えば自動調芯玉軸受により構成されていてもよい。これにより、アイドルローラー３５の軸心の傾きを固定軸受４３により確実に吸収することができて好ましい。上記移動軸受４４は、本実施形態では滑り軸受により構成されているが、これに限ったものではなく、例えば深溝玉軸受け等の転がり軸受により構成されていてもよい。

上記一側ローラー軸部４１におけるローラー本体４０側の端部には、回転入力部５１及び回転出力部５２が回転自在に支持されている。

回転入力部５１は、例えば円筒カップ状に形成されている。すなわち、回転入力部５１は、円筒部５１ａと該円筒部５１ａの軸方向のローラー本体４０側を閉塞する円板部５１ｂとを有している。円板部５１ｂの中心部には一側ローラー軸部４１が貫通している。回転入力部５１は、中間転写ベルト５が所定の走行位置から軸方向の一側に所定量以上、蛇行した際、該回転入力部５１の外周面と中間転写ベルト５の内周面とが接触するように構成されている。回転入力部５１（円筒部５１ａ）の外径は、ローラー本体４０の外径よりもやや大きいことが好ましい。こうすることで、中間転写ベルト５が軸方向の一側に蛇行した際、中間転写ベルト５の内周面と回転入力部５１の外周面とを確実に接触させることができる。

上記回転出力部５２は、回転入力部５１の円筒部５１ａの径方向内側に配置されている。回転入力部５１と回転出力部５２との間には、減速機構が介在している。この減速機構は、回転入力部５１の回転を所定の減速比で減速すると共に逆回転させて回転出力部５２に伝達する。そうして、回転出力部５２は、回転入力部５１よりも低速で該回転入力部５１とは逆向きに回転する。上記減速機構として、例えばハーモニックドライブ（登録商標）機構が挙げられる。ハーモニックドライブ（登録商標）を使用することで高い減速比を得ることができて好ましい。

上記一側ローラー軸部４１における移動軸受４４側の端部には、回転ギア部５４が回転自在に支持されている。回転ギア部５４は、円筒状の連結部材５３を介して回転出力部５２に回転一体に連結されている。連結部材５３は一側ローラー軸部４１に対し回転自在にに支持されている。連結部材５３の回転ギア部５４側の端部には後述の捻りバネ６０が外挿されている。捻りバネ６０は、線材を例えば２〜３巻きしたコイル形状を有している。捻りバネ６０の内径は連結部材５３の外径より大きい。捻りバネ６０は、一端部が回転ギア部５４の端面の周縁部に連結され、他端部がケーシング２に固定されている。そうして、捻りバネ６０は、回転ギア部５４をその周方向の一側に付勢している。

回転ギア部５４は、上下方向（ベルト走行面に交差する所定方向）に延びる固定ラックバー部５５に噛合している（図３参照）。固定ラックバー部５５は、上下方向に延びる板状部材の厚さ方向の一側面に複数の歯部を形成してなる。固定ラックバー部５５の下端部は下側水平フレーム５６に固定され、上端部は上側水平フレーム５７に固定されている。両フレーム５６，５７は共にケーシング２の後側壁に固定されている。固定ラックバー部５５は、回転ギア部５４に噛合することで該回転ギア部５４の回転運動を上下方向の直線移動に変換する。

回転ギア部５４は、上記捻りバネ６０により周方向の一側に付勢されることで上記固定ラックバー部５５に沿って上側に付勢されている。捻りバネ６０（付勢部材に相当）は、回転入力部５１への回転入力が無いときには（つまり中間転写ベルト５が回転入力部５１に接触していなときには）回転ギア部５４を初期位置に戻す機能を有している。

上記回転ギア部５４が初期位置にある状態（図２の状態）では、アイドルローラー３５（蛇行補正ローラー）は、その軸方向の他側端部が一側端部に比べて高くなるように傾斜している。

この状態で中間転写ベルト５が走行を開始すると、中間転写ベルト５が上記傾斜したアイドルローラー３５に巻き付くようにして軸方向の一側に蛇行し始める（図４の上段図を参照）。中間転写ベルト５の所定の走行位置（例えば、中間転写ベルト５の幅方向の中央位置と、アイドルローラー３５の軸方向の中央位置とが一致する位置）からの蛇行量が所定量以上になると、中間転写ベルト５の内周面が回転入力部５１の外周面に接触する。この結果、回転入力部５１が中間転写ベルト５と共に回転し始める。回転入力部５１の回転は減速機構を介して回転出力部５２に伝達される。回転出力部５２は、回転入力部５１よりも低速で該回転入力部５１とは逆向きに回転し、回転出力部５２と共に回転ギア部５４が回転する。回転ギア部５４は、固定ラックバー部５５に噛合しながら回転することで固定ラックバー部５５に沿って下側（所定方向の他側）に移動する。この結果、一側ローラー軸部４１が回転ギア部５４と共に下側（所定方向の他側）に変位する。一方、他側ローラー軸部４２は固定軸受４３に支持されて固定されているので変位しない。このため、ローラー本体４０の一側端部が下降し始めて、やがてローラー本体４０が水平になる（図４の中段図を参照）。この状態では、中間転写ベルト５は慣性力により軸方向の一側に移動し続ける。その後、ローラー本体４０の一側端部が他側端部に比べて低くなると（図４の下段図を参照）、中間転写ベルト５がそれまでとは逆向きに（上記軸方向の一側から他側に）蛇行し始める。そしてしばらく経過すると、中間転写ベルト５の内周面が回転入力部５１に接触しなくなる、つまり回転入力部５１への回転入力がなくなる。この結果、回転ギア部５４は捻りバネ６０の付勢力により初期位置に戻る。中間転写ベルト５はこの一連の動作を繰り返すことによって、ローラー本体４０の軸方向において小刻みに蛇行しながら走行する。したがって、中間転写ベルト５が小刻みに蛇行しても過度に蛇行することはない。よって、中間転写ベルト５の過度の蛇行に起因する色ずれ等の画像不良を防止することができる。

上記実施形態では、回転入力部５１への回転入力がなくなったときに捻りバネ６０の付勢力を利用して回転ギア部５４を初期位置に戻すようにしているので、例えば圧縮コイルバネ４５の付勢力のみを利用した場合に比べて、回転ギア部５４を確実に初期位置に戻すことができる。

《他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち上記実施形態では、一側ローラー軸部４１を移動軸受４４により支持するようにしているが、これに限ったものではなく、例えば図５に示すように移動軸受４４を廃止して、アイドルローラー３５を固定軸受４３のみで支持する片側支持構造を採用するようにしてもよい。これにより、移動軸受４４に加えて圧縮コイルバネ４５を廃止することができるので、装置全体のコストを低減することができる。

上記実施形態では、捻りバネ６０により回転ギア部５４を固定ラックバー部５５に沿って上側に付勢するようにしているが、捻りバネ６０を廃止して、圧縮コイルバネ４５の付勢力のみで回転ギア部５４を間接的に付勢するようにしてもよい。

上記実施形態では、中間転写ベルト５が掛け回される複数のローラー３３〜３５のうちアイドルローラー３５を蛇行補正ローラーとして使用したが、これに限ったものではなく、例えば、テンションローラー３４又はアイドルローラー３５を蛇行補正ローラーとしてもよい。また、ローラー３３〜３５の全てを蛇行補正ローラーとしてもよい。

以上説明したように、本発明は、中間転写ベルトを備えた画像形成装置について有用である。

１画像形成装置
３３駆動ローラー（ローラー）
３４テンションローラー（ローラー）
３５アイドルローラー（蛇行補正ローラー）
４０ローラー本体
４１一側ローラー軸部
４２他側ローラー軸部
４３固定軸受
４４移動軸受
４５圧縮コイルバネ（付勢部材）
５１回転入力部
５２回転出力部
５４回転ギア部
５５固定ラックバー部
６０捻りバネ（付勢部材）

Claims

複数のローラーに巻き回されて走行する無端状の中間転写ベルトを備えた画像形成装置であって、
上記複数のローラーのうち少なくとも１つのローラーは、その軸心の傾きを変化させることで上記中間転写ベルトの蛇行を補正する蛇行補正ローラーであり、
上記蛇行補正ローラーは、ローラー本体と、該ローラー本体の軸方向の一側端面から突出する一側ローラー軸部と、該ローラー本体の軸方向の他側端面から突出する他側ローラー軸部と、を有しており、
上記蛇行補正ローラーの軸心の傾動を許容しつつ上記他側ローラー軸部を回転可能に支持する固定軸受と、
上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記中間転写ベルトが所定の走行位置から上記軸方向の一側に蛇行した際、該中間転写ベルトに接触して該中間転写ベルトと共に回転する回転入力部と、
上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記回転入力部に対して減速機構を介して連結されて上記回転入力部よりも低速で該回転入力部とは逆向きに回転する回転出力部と、
上記一側ローラー軸部に回転自在に支持され、上記回転出力部に回転一体に連結された回転ギア部と、
上記中間転写ベルトのベルト走行面に交差する所定方向に延び、上記回転ギア部に噛合することで該回転ギア部を該所定方向に移動可能にする固定ラックバー部と、
上記回転入力部への回転入力が無いときには上記回転ギア部を初期位置に戻すように、該回転ギア部を上記所定方向の一側に付勢する付勢部材と、を備え、
上記回転ギア部が初期位置にある状態における蛇行補正ローラーの軸心の傾斜は、当該蛇行補正ローラーに巻き回された中間転写ベルトが上記軸方向の一側に蛇行するような傾斜である、画像形成装置。
請求項１記載の画像形成装置において、
上記付勢部材は、上記回転ギア部をその軸心回りに周方向の一側に付勢することで該回転ギア部を上記固定ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に付勢する捻りバネを含んでいる、画像形成装置。
請求項１又は２記載の画像形成装置において、
上記所定方向に移動可能に構成され、上記一側ローラー軸部を回転可能に支持する移動軸受を備え、
上記付勢部材は、上記移動軸受を上記所定方向の一側に付勢することで上記回転ギア部を上記固定ラックバー部に沿って上記所定方向の一側に間接的に付勢するコイルバネを含んでいる、画像形成装置。