(57)【要約】      （修正有）【課題】中間転写方式の画像形成装置にあって、部品増加を抑えて装置の大型化を避け、中間転写ベルトの長期寿命化を図ると共に、中間転写ベルトの一方向への片寄りによるブレを防止して安定した高画像品位の印刷を行う。【解決手段】ドラムカートリッジ５０を交換する際、挿入力でベルト傾き切替機構が連動して作動してベルト調整ローラ１９に伝達され、回転軸線が傾き角度を持つように斜めに位置決めされ、中間転写ベルト２がベルト調整ローラ１９の傾きにより所定方向へ片寄る力を受ける。ドラムカートリッジ５０以外の消耗部材の交換毎に、中間転写ベルト２の傾きを一方側から他方側へ、またはその逆に他方側から一方側へ斜めに交互に繰り返し、中間転写ベルト２の片減りによる摩滅を防ぎ、長期寿命化につなぐ。中間転写ベルト２を傾きを調整してぶれを無くし、安定画像を中間転写ベルト２上に転写し、色ずれや画像ずれなどの無い高画像品位の印刷を行う。【選択図】図２
2006267536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラ間に張架されて回動走行する無端状の表面に、少なくとも１つの像担持体上に形成した画像が転写される中間転写ベルトを有する画像形成装置において、
前記複数のローラのうちの少なくとも１つであり、その回転軸線を前記中間転写ベルトのベルト幅方向に対して傾き角度をもって位置決めすることにより、前記中間転写ベルトをベルト幅方向のいずれか一方側へ片寄せした状態で回動走行させるためのベルト調整ローラと、
前記中間転写ベルトの寿命よりも短期で交換を要する消耗部材の交換時に前記ベルト調整ローラの傾き角度を調整することによって、前記中間転写ベルトを現状姿勢から逆方向に片寄せするためのベルト傾き切替機構と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ベルト傾き切替機構は、前記消耗部材の交換時にその消耗部材を画像形成装置本体に設けるときの力を受けて作動して、前記ベルト調整ローラの回転軸線を現状の傾き角度から逆方向の傾き角度の方向へ変位させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記消耗部材は、前記像担持体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体が各色に対応する複数の感光体ドラムである場合に、黒色対応の感光体ドラムの交換時挿入力によって前記ベルト調整ローラの回転軸線を変位させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタおよびファクシミリ装置など画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式や静電記録方式で画像形成する画像形成装置の分野において、像担持体である感光体ドラムや中間転写ベルトを備えた装置の場合、感光体ドラムに担持されたトナー画像を一旦中間転写ベルトの表面に転写し、その転写されたトナー画像をさらに記録媒体であるシート材に一括して転写する。このようにしてシート材上に一括転写を行う中間転写方式の画像形成装置では、作動中の中間転写ベルトにブレなどが無い位置精度の良し悪しが画像品位に影響する。すなわち、中間転写ベルトが作動中にベルト幅方向へ片寄りしてブレると、カラー印刷などの場合は特に各色の重ね合わせ精度が低下して画像品位を著しく損ねてしまう。
【０００３】
中間転写ベルトの片寄り防止を目標として提案されたものに以下の構造がある。例えば、中間転写ベルトは複数のローラ間に巻回して張架されるが、その張架ローラの１つであるベルト張力付与用のテンションローラを利用したベルト片寄り防止構造がある。この場合、テンションローラの回転軸線を中間転写ベルトのベルト幅方向に対して斜めに角度をもたせてずらすことで、中間転写ベルトに対して所定方向へ片寄りさせる力を付与する。すなわち、回転軸線を斜めに傾けたテンションローラによって中間転写ベルトに片寄り力を働かせ、予め中間転写ベルトを所定方向へ片寄らせた状態で位置決めして張架する。その場合、中間転写ベルトの片寄りをストッパなどの規制部材によって規制することで、中間転写ベルトのブレを抑えて画像ずれが生じないようにしたものである（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、他の中間転写ベルト片寄り防止構造として知られるものに、例えばテンションローラを斜め方向へ駆動モータで動かし、中間転写ベルトの片寄り具合（片寄り量）を検出手段で検出しながら監視し、片寄り過ぎておれば駆動モータによってテンションローラの傾き加減を調整して動かすことで、中間転写ベルトの姿勢を逆方向へ戻して矯正するようにした構造がある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１９４９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の場合、中間転写ベルトを常に片側一方向へのみ片寄りさせていることから、中間転写ベルトと片寄りストッパが摺擦して双方の部材に磨耗が生じ、中間転写ベルトの短期寿命につながり易い。
【０００７】
また一方、駆動モータや検出手段を設けた上記構造にあっては、ベルト片寄り過ぎを監視しながら駆動モータでテンションローラなどを調整して中間転写ベルト姿勢を矯正するようにしており、駆動モータや検出手段を設けたことで部品点数が増加してコスト高となり、画像形成装置本体が大型化し、かつ制御系が複雑化する不具合がある。
【０００８】
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、特に中間転写方式の画像形成装置にあって、部品増加を抑えて装置の大型化を避け、中間転写ベルトの磨耗などを付勢でベルト長期寿命化を図るとともに、中間転写ベルトの一方向への片寄りによるブレを防止して安定した高画像品位の印刷を行える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の代表的な画像形成装置は、複数のローラ間に張架されて回動走行する無端状の表面に、少なくとも１つの像担持体上に形成した画像が転写される中間転写ベルトを有するものにおいて、複数のローラのうちの少なくとも１つであり、その回転軸線を中間転写ベルトのベルト幅方向に対して傾き角度をもって位置決めすることにより、中間転写ベルトをベルト幅方向のいずれか一方側へ片寄せした状態で回動走行させるためのベルト調整ローラと、中間転写ベルトの寿命よりも短期で交換を要する消耗部材の交換時にベルト調整ローラの傾き角度を調整することによって中間転写ベルトを現状姿勢から逆方向に片寄せするためのベルト傾き切替機構と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、この構成による画像形成装置は、消耗部材を交換するときの力でもってベルト傾き切替機構が連動して作動する。この作動はベルト調整ローラに伝達されて回転軸線がある程度の傾き角度を有するように斜めに位置決めされる。中間転写ベルトの回動走行中、張架する複数のローラの１つであるベルト調整ローラがその回転軸線が傾きをもっていることで、その力を受けて中間転写ベルトが所定方向へ片寄りする。そうした状態である期間中間転写ベルトを稼動させる。その間、別の消耗部材を取り替える必要が生じると、その消耗部材を交換する力によってやはりベルト傾き切替機構が作動し、中間転写ベルトの回転軸線を今度はそれまでの傾き姿勢とは逆の傾き方向に調整する。すなわち、消耗部材の交換毎に、中間転写ベルトの傾きを一方側から他方側へ斜めに、またはその逆に他方側から一方側へ斜めに、それを長期にわたって交互に繰り返させる。そのような中間転写ベルトの傾き調整によって稼動中のぶれを抑える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば、中間転写ベルトよりも消耗的に早い消耗部材の新旧交換時の動作を利用し、中間転写ベルトの傾き方向を交互に調整するので、中間転写ベルトの片減りによる摩滅を防げ、長期寿命につなげることができる。また、中間転写ベルトを敢えてそうした傾き調整することにより、回動走行中のぶれを無くして安定した画像を中間転写ベルト上に転写でき、色ずれや画像ずれなどの無い高画像品位の印刷が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による画像形成装置の好適な一実施形態について図を参照して詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１に示すように、画像形成装置本体１０１の上部には透明ガラス板からなる原稿台１０２が設けられている。原稿圧着板１０３は、原稿台１０２の所定位置に画像面を下向きにして載置された原稿１００を押圧して固定するための部材である。原稿台１０２の下側には原稿１００を照明するランプ１０４を有し、照明した原稿１００の光像を画像処理ユニット１０８に導くための反射ミラー１０５、１０６、１０７とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ１０４および反射ミラー１０５、１０６、１０７は所定の速度で移動して原稿１００を走査する。
【００１４】
画像形成部１６０は、像担持体である感光体ドラム１と、この感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電ローラ８と、トナー像を転写後に感光体ドラム１に残留したトナーを除去するクリーナ９などからなるドラムカートリッジ５０と、感光体ドラム１にトナー像を形成するロータリ現像ユニット１５１と、感光体ドラム１の表面に現像されたトナー像が転写される中間転写ベルトユニット６０（図９参照）などを備えて構成されている。
【００１５】
感光体ドラム１は、帯電ローラ８によって帯電されたそのドラム表面にレーザユニット１０９から光像を照射し、その光像によって形成された静電潜像を現像して中間転写ベルト２に転写するようになっている。中間転写ベルト２上のトナー像は、２次転写部において中間転写ベルト２を挟んで対向する転写ローラ４，５によって記録媒体であるこの場合転写材のシート材Ｓに転写される。シート材Ｓは給送カセット１２７から供給される。
【００１６】
画像形成部１６０におけるシート搬送方向でいう下流側には、搬送されるシート材Ｓ上のトナー像を永久画像として定着する定着器１２２と、この定着器１２２においてトナー像が定着されたシート材Ｓを画像形成装置本体１０１から排出する排出ローラ対１２４とを順に配設してある。画像形成装置本体１０１の外側には、排出ローラ対１２４によって排出されたシート材Ｓを受け取る排出部１２５がトレイ形状に設けられている。
【００１７】
つぎに、かかる画像形成部１６０において、本発明でいう消耗部材の１つであるドラムカートリッジ５０と、上記中間転写ベルトユニット６０との間に設けられる本発明でいうベルト傾き調整機構について説明する。
【００１８】
画像形成部１６０を背面から見た図２および図３に示すように、ドラムカートリッジ５０は、感光体ドラム１、帯電ローラ８およびクリーナ９などをカートリッジケース１２に支持させてなっており、定期的に交換される。交換時に画像形成装置本体への挿入に備え、カートリッジケース１２の上部にはベルト傾き調整機構の一部材を構成するラック部１２ａが設けられている。このラック部１２ａは、中間転写ベルトユニット６０に設けられているピニオンギア１３と噛合し、交換時のカートリッジケース挿入力をラック部１２ａからピニオンギア１３に伝えることにより、ベルト傾き調整機構が作動開始し、中間転写ベルト２への傾き調整が行われる。
【００１９】
すなわち、ピニオンギア１３は中間転写ベルトフレーム２０に支持されたギア支軸１４上に設けられ、ギア支軸１４にはさらにピニオンギア１３の他にワンウェイクラッチ１５とギア１６も取り付けられている。ワンウェイクラッチ１５はギア１３が矢印Ａ方向に回転したとき（図４以下参照）はその回転力をギア１６に伝達するが、矢印Ｂ方向への回転時はその回転力はギア１６には伝達されない。ギア１７は支軸１７ａを回動中心にして中間転写ベルトフレーム２０に支持されてギア１６から回転力を受けて回転可能である。レバー１８は支軸１８ａを回動中心にして中間転写ベルトフレーム２０に支持されている。レバー１８の一端部側には長孔１８ｂが設けられ、上記ギア１７に突設したクランクピン１７ｂが係合している。このクランクピン１７ｂは回動中心である支軸１７ａから偏った位置にあるため、ギア１７が回転することによってレバー１８が支軸１８ａを中心にクランクシャフトのごとき揺動する。レバー１８の他端側は軸受部１８ｃとなっており、ベルト調整ローラ１９の奥方一端側を支持している。ベルト調整ローラ１９は、図９に示すように、中間転写ベルト２を張架する複数のローラの１つが利用され、ベルトに所定の張力を付与するためのテンションローラをも兼ねる。
【００２０】
また、図２および図３中の破線で示すように、上記ベルト調整ローラ１９の手前側は固定軸受（図示略）によって支持され、図２のようにクランクピン１７ｂが下方位置にあるときは、ベルト調整ローラ１９の奥側は手前側に対して上方に位置し、図３のようにクランクピン１７ｂが上方位置にあるときはベルト調整ローラ１９の奥側が手前側に対して下方に位置する。
【００２１】
中間転写ベルト２は、上記ベルト調整ローラ１９の他、転写ローラ３と、中間転写ベルト２を挟んで対向一対の転写ローラ４，５と、テンションローラ６と、そして駆動ローラ７などの各ローラ間に張架されている。ベルト調整ローラ１９以外の上記各ローラはそれぞれの回転軸線を平行につまり前奥アライメントを合わせているため、ベルト調整ローラを図に向かって奥側を傾けることで中間転写ベルト２が前後の所定方向に寄っていく。例えば、図２で示すように、ベルト調整ローラ１９の奥側が上位に位置する場合は、中間転写ベルト２は図に向かって奥方に寄っていく。反対に、図３に示すように、ベルト調整ローラ１９の奥側が下位に位置するときは中間転写ベルト２が図の手前側に寄ってくるようになっている。
【００２２】
ここで、図９において、中間転写ベルト２の構成は、ベルト幅方向両端部内面に寄り止め用のリブ２ａ（手前側）とリブ２ｂ（奥側）が設けられている。また、中間転写ベルト２を張架しているローラの１つである例えば転写ローラ４の両端部には、ベルト側の上記リブ２ａ，２ｂに突き当たる転動体であるコロ２１ａ（手前側）とコロ２１ｂ（奥側）が設けられている。これにより、中間転写ベルト２が手前側もしくは奥側に片寄せされたとき、その中間転写ベルト２の幅方向の位置を規制する。つまり、図２のように、中間転写ベルト２が奥側に寄っていく場合はリブ２ａとコロ２１ａが突き当たり、中間転写ベルト２の幅方向の位置が決まる。逆に、図３のように、中間転写ベルト２が手前側に寄っていく場合はリブ２ｂとコロ２１ｂが突き当たり、中間転写ベルト２の幅方向の位置が決まる。
【００２３】
つぎに、消耗部材の具体例として上記ドラムカートリッジ５０の交換時の動作および作用を説明する。
【００２４】
ドラムカートリッジ５０の寿命は、中間転写ベルト２の寿命に対して１/４から１/１０程度と短期であるため、中間転写ベルト２の寿命期間内に例えば４回から１０回程度の交換を行う必要がある。中間転写ベルト２の寿命に関してはリブ２ａ，２ｂの磨耗による削れが要因の一つとなっている。例えば、中間転写ベルト２が常に手前側に寄っている場合はリブ２ｂが常にコロ２１ｂに突き当たって摺接による負荷を受け続ける。
【００２５】
したがって、本発明においては、中間転写ベルトユニット６０の寿命期間内に、中間転写ベルト２を片寄せして調整する方向をベルト幅方向の一方側から他方側へまたはその逆に切り替えることで、片方側のリブばかりが削れることを防止することが要点となっている。すなわち、中間転写ベルト２の寄り方向を切り替えることにより、リブ２ａとリブ２ｂが同程度に削れるようにすれば、片方側のリブのみ削れる構成と比べて約２倍寿命が長持ちする。
【００２６】
そこで、図２および図４に示すように、初期状態でベルト調整ローラ１９がこの奥側が手前側に対して上位に位置している状態にある場合、ドラムカートリッジ５０を交換するときは図４中の矢印Ｆ方向（手前側）へ引き出す。ラック部１２ａと噛合するピニオンギア１３は図中の反時計廻り方向の矢印Ａ方向へ回転する。ワンウェイクラッチ１５によってピニオンギア１３の回転力がギア１６に伝達される。ギア１７はギア１６の回転を受動して回転し、レバー１８を揺動させることでベルト調整ローラ１９の奥側が手前側に対し下位に位置する（図５）。
【００２７】
つぎに、図６に示すように、新規交換されるドラムカートリッジ５０を矢印Ｒ方向へ挿入すると、ラック部１２ａに噛合するピニオンギア１３は図中時計廻り方向の矢印Ｂ方向へ回転する。ただし、ワンウェイクラッチ１５によってＢ方向の回転力はギア１６に伝達されないため、ドラムカートリッジ５０を装着した状態は図７のようになり、ベルト調整ローラ１９の奥側は下位に位置したままである。このように、ドラムカートリッジ５０を取り外すときベルト調整ローラ１９の奥側が変位するが、ドラムカートリッジ５０の挿入時はベルト調整ローラ１９の奥側は変位しない。よって、一回のドラムカートリッジ５０の交換によってベルト調整ローラ１９の奥側が変位し、中間転写ベルト２の寄り方向は奥側方向から手前側方向に切り替わる。
【００２８】
同様に、図７の状態から画像形成装置がある程度の期間稼動し、ドラムカートリッジ５０を交換するために挿入すると図４の状態になり、中間転写ベルト２の寄り方向は手前側方向から奥側方向に切り替わる。
【００２９】
以上のように、ドラムカートリッジ５０を交換するごとに中間転写ベルト２の寄り方向が切り替わるため、リブ２ａ，２ｂのどちらか一方だけが摩滅して削れることを防ぎ、中間転写ベルト２の長寿命化を図ることができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態として複数のドラムカートリッジ２５０を備えて構成されるタンデム型の画像形成装置に関するものである。この場合の要部は画像形成部２６０であり、それ以外の各部の構成は第１の実施形態と同一かまたは類似しているので、対応する部材には同一符号を付して重複する説明は省く。
【００３１】
すなわち、この場合のドラムカートリッジ２５０は白黒用のドラムＣＲＧ２５０ｋと、カラー用のドラムＣＲＧ、２５０ｙ（イエロー）、２５０ｍ（マゼンタ）、２５０ｃ（シアン）を有する。タンデム型の画像形成装置においては、出力画像のカラー使用比率によって、４つのドラムカートリッジの寿命にバラツキがある。特に、カラー対応の３つのドラムカートリッジ２５０ｙ，２５０ｍ，２５０ｃは白黒画像ばかり出力する場合は使用する必要がないために、カラー画像ばかり出力する場合とでは寿命に大きなバラツキがある。これに対して、白黒用のドラムカートリッジ２５０ｋは、白黒画像、カラー画像のどちらを出力する場合にも必ず使用されるため、カラー対応の３つのドラムカートリッジと比べても出力枚数に対する寿命のバラツキは少ない。
【００３２】
したがって、好ましくは、タンデム型の画像形成装置においては白黒用のドラムカートリッジ２５０ｋの交換に連動させて中間転写ベルト２０２の寄り方向を切り替える。以下、白黒用のドラムカートリッジ２５０ｋの構成について説明する。
【００３３】
白黒用のドラムカートリッジ枠体２１２ｋにラック部２３０ｋが設けられ、ギア２１３、ワンウェイクラッチ２１５、ギア２１６、ギア２１７、レバー２１８を第１の実施形態と同様に配設することで、ベルト調整ローラ２１９の奥側を変位可能とする。これにより、タンデム型の画像形成装置では白黒用のドラムカートリッジ２５０ｋの着脱動作に連動させて、中間転写ベルト２０２の寄り方向を切り替えることが可能となり、中間転写ベルト２０２の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
以上、第１および第２の実施形態について説明されたが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば他の実施形態ならびにそれらの組み合わせとか応用例、変形例も可能である。
【００３５】
例えば、第１および第２の実施形態にあっては中間転写ベルト２の寿命よりも短期である消耗部材の例としてドラムカートリッジ５０を挙げ、この着脱動作に連動してベルト調整ローラ１９の奥側を変位させ、中間転写ベルト２の寄り方向を切り替える構造が示された。本発明では、もちろんそうしたドラムカートリッジに限定されるものではなく、ドラムカートリッジ５０の他にも、定期的交換がなされる消耗部品として知られるものに現像器、トナーボトル、廃トナーボトルおよびプロセスカートリッジの各器材があり、また像担持体としての感光体ドラム１についてもその対象となる。それら各器材の着脱動作に中間転写ベルト２の片寄せを連動させる実施形態も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による画像形成装置の実施形態においてその画像形成部を示す背面図。
【図２】第１の実施形態による画像形成部を示す背面図。
【図３】同じく第１の実施形態による画像形成部を示す背面図。
【図４】同第１の実施形態の画像形成部を示す斜視図。
【図５】同第１の実施形態の画像形成部を示す斜視図。
【図６】同第１の実施形態の画像形成部を示す斜視図。
【図７】同第１の実施形態の画像形成部を示す斜視図。
【図８】本発明による画像形成装置の第２の実施形態を示す正面断面図。
【図９】中間転写ベルトの構造例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３７】
１      感光体ドラム（像担持体）
２      中間転写ベルト
１９    ベルト調整ローラ
５０    ドラムカートリッジ（消耗部材）
【図１】
2006267536.tif 000003
【図２】
2006267536.tif 000004
【図３】
2006267536.tif 000005
【図４】
2006267536.tif 000006
【図５】
2006267536.tif 000007
【図６】
2006267536.tif 000008
【図７】
2006267536.tif 000009
【図８】
2006267536.tif 000010
【図９】
2006267536.tif 000011