(57)【要約】【課題】感光体や１次転写ローラ等の当接部材とベルトとが接離動作をした際に衝突音が発生せず、偏心カムと制動部材との接触によるトルクアップを抑えることを可能にする。【解決手段】偏心カム１０の外周に当接する制動部材１２を設け、加圧部材から受ける偏心カム１０の加速力を制限し、それにより１次転写ローラ４ａ〜４ｄの当接／離間動作に伴う衝突音を小さくする。また偏心カム１０の加速力を制限する角度だけ制動部材１２を配置し、制動部材１２の配置スペースの最小化を図り、制動部材１２が無い角度では偏心カム１０に制動力が掛からないため、制動部材１２が無い場合の回転最大トルクを超えず、装置のコストアップ、スペースの拡大を最小に抑え得るようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトに当接可能な当接部材と、移動可能な可動部材と、該可動部材の移動を偏心カムの回転に基づいて行わせて前記当接部材と前記ベルトとを接離可能にする接離機構とを備えるベルト装置において、
前記偏心カムの回転を一定角度のみ制動する制動手段を備えることを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
請求項１に記載のベルト装置において、前記制動手段は、前記偏心カムの回転最大径と一定の間隔をもって設けられたハウジングに弾性部材を設けてなることを特徴とするベルト装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベルト装置を用いた画像形成装置用の転写ベルト装置において、
前記当接部材が像担持体であり、
前記可動部材と接続されるとともに前記ベルトを挟んで前記像担持体と対向する位置に設けられた転写部材を備え、
前記接離機構は、前記可動部材の移動により前記転写部材が前記像担持体の方向又は前記像担持体とは反対方向へ移動することで、前記像担持体とベルトとを接離可能にすることを特徴とする転写ベルト装置。
【請求項４】
請求項３に記載の転写ベルト装置において、
前記制動部材が無いときの前記転写部材離間時の前記偏心カム駆動トルクの最大値をＡ、前記制動部材が無いときの前記転写部材離間時の前記偏心カムの上支点平衡領域の駆動トルクの最大値をＢ、前記制動部材の制動力により前記偏心カムの中心回りに働くトルクをＣとしたときに、Ａ≧Ｂ＋Ｃの関係となるように前記制動力Ｃを設定してなることを特徴とする転写ベルト装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用いた画像形成装置用において、前記ベルトを中間転写ベルトに用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用い、前記ベルトを記録媒体搬送ベルトに用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの少なくとも二以上の機能を有する複合機等の画像形成装置に用いられるベルト装置であって、特に、転写ベルト装置に用いた場合にベルトの感光体に対する当接／離間機構を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術を開示する先行文献のうち、例えば特許文献１には、カムを利用した接離機構について言及されている。また特許文献２には、接離機構の作動時の衝撃を緩和する制動部材としてピニオンギヤ構成を追加したことについて言及がある。さらに特許文献３には、偏心カムを回転させる駆動装置（メインモ−タ）を有する転写ベルト装置において、カムの外周に当接する制動部材（緩衝材）を設けた技術が記載されている。この技術は、制動部材が揺動するレバーに設けられているので、常にカムと制動部材が当接し、そのため、カムの駆動トルクが大きくなり、コストアップ、装置全体の大型化につながっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１８６３１３号公報
【特許文献２】特開２００１−３３７４９７号公報
【特許文献３】特開平８−３３９１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、１次転写ローラ等のような部材、装置とベルトとが接離動作した際に、衝突音があまり発生せず、さらにカムと制動部材との接触によるトルクアップを抑えることができるベルト装置と、これを用いた装置を提供し、上述した従来の問題点を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係るベルト装置は、ベルトに当接可能な当接部材と、移動可能な可動部材と、該可動部材の移動を偏心カムの回転に基づいて行わせて前記当接部材と前記ベルトとを接離可能にする接離機構とを備えるベルト装置において、前記偏心カムの回転を一定角度のみ制動する制動手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係るものは、請求項１に記載のベルト装置において、前記制動手段は、前記偏心カムの回転最大径と一定の間隔をもって設けられたハウジングに弾性部材を設けてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係る転写ベルト装置は、請求項１または２に記載のベルト装置を用いた画像形成装置用の転写ベルト装置において、前記当接部材が像担持体であり、前記可動部材と接続されるとともに前記ベルトを挟んで前記像担持体と対向する位置に設けられた転写部材を備え、前記接離機構は、前記可動部材の移動により前記転写部材が前記像担持体の方向又は前記像担持体とは反対方向へ移動することで、前記像担持体とベルトとを接離可能にすることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係る画像形成装置は、請求項３に記載の転写ベルト装置において、前記制動部材が無いときの前記転写部材離間時の前記偏心カム駆動トルクの最大値をＡ、前記制動部材が無いときの前記転写部材離間時の前記偏心カムの上支点平衡領域の駆動トルクの最大値をＢ、前記制動部材の制動力により前記偏心カムの中心回りに働くトルクをＣとしたときに、Ａ≧Ｂ＋Ｃの関係となるように前記制動力Ｃを設定してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る画像形成装置は、請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用いた画像形成装置用において、前記ベルトを中間転写ベルトに用いて画像を形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係るものは、請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用い、前記ベルトを記録媒体搬送ベルトに用いて画像を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係るものは、請求項３または４に記載の転写ベルト装置を用いて画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、感光体等の当接部材とベルトとが接離動作をした際に衝突音がほとんどあるいはまったく発生せず、さらに偏心カムと制動部材との接触によるトルクアップを抑えることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、制動部材、例えばゴムやスポンジ等の弾性体を偏心カムの外周面に設ける等して、偏心カムの回転角度の一定範囲のみ当接する構成とし、上記目的を達成している。以下本発明を図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施対象とし得る画像形成装置の一例の構成を示す概略断面図である。この画像形成装置は、一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置であり、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各プロセスカートリッジ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、画像形成装置本体１００に着脱自在に装着されており、また画像形成装置本体１００内には、露光装置１０３、中間転写ユニット１０１、給紙トレイ１０４、定着装置１１０などが配設されている。
【００１５】
プロセスカートリッジ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄが画像形成装置本体１００の所定の位置にセットされ、プロセスカートリッジ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ内でトナー像が作像され、被転写部材である中間転写ベルト１２１に一次転写される。作像、転写工程と移行すると、給紙トレイ１０４に保持されている転写紙は給紙ローラ１０５によってレジストローラ対１０７まで搬送され、その転写紙の先端が中間転写ベルト１２１に形成されたトナー像の先端と二次転写ローラ１０９の位置で一致するようレジストローラ対１０７によって調整され、転写紙にトナー像が二次転写される。その後、転写紙は定着装置１１０のローラ間へ搬送され熱と圧力により転写したトナー像を転写紙に融着され、機外の排紙トレイ１０６に排紙される。
【００１６】
一方、二次転写後に中間転写ベルト１２１上の転写されずに残った廃トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１２２内の、ベルトに当接するクリーニングブレード１２３によって掻き落とされ、中間転写ベルトクリーニング装置１２２内のスクリュ１２４によって、スクリュ１２４の軸方向に運ばれる。中間転写ベルトクリーニング装置１２２端部に運ばれた廃トナーは、連結部材であるジョイント部１２５を通過し、廃トナー収容体である廃トナーボトル１２６内に回収される。同時に、回収される廃トナーを無駄なく廃トナーボトル１２６内に満たすために、廃トナーボトル１２６内の廃トナーを攪拌する攪拌板１２７を揺動させる。攪拌板１２７は、廃トナーボトル１２６内部から外部に貫通する攪拌シャフト１２８と接し、攪拌シャフト１２８端部に組みつけられる攪拌ギア１２９と画像形成装置本体１００に設置される本体ギア１０と噛み合うことで、揺動時の動力を得ている。
【００１７】
図２は、本発明に係るベルト装置を用いて構成した転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図、図３〜図５は、図２の装置の転写部材の移動と当接部材とベルトとの当接／離間動作を示す概念的断面図である。
【００１８】
図中１が中間転写ベルトで、この中間転写ベルト１は、駆動ローラ２と従動ローラ３で張架されており、図示しない駆動装置により駆動ローラ２を回転させることで図中の矢印Ａ方向に回転駆動される。中間転写ベルト１の内側には転写部材としての１次転写ローラ４ａ〜４ｄが配置され、アーム５、６により回動可能に支持されている。すなわちアーム５、６は、中央部の回転軸を中心に図中左右方向に回動可能であり、先端に１次転写ローラ４ａ〜４ｄを支持すると共に、下端にバネ７が配置され、１次転写ローラ４ａ〜４ｄを像担持体としての感光体８ａ〜８ｄに当接させる方向に加圧付勢している。
【００１９】
感光体８ａはブラックの画像形成用、感光体８ｂ、８ｃ、８ｄはカラー（例えばマゼンタ、イエロー、シアンのいずれか）の画像形成用で、これらの色の組み合わせにより単色あるいはカラー画像を形成する。
【００２０】
各感光体８ａ〜８ｄ（特に必要がなければ、以下では単に感光体８と言う。）の周りには、周知の電子写真プロセスで用いられる帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段等が時計回り方向に設けられている。これらの図示は省略したが、帯電手段は、感光体８の表面を一様に帯電する。露光手段はＬＥＤやＬＤにより感光体８の表面に読み取り画像に応じた潜像を形成する。現像手段は、感光体８上の潜像に対してトナー等の粉体を付着させてトナー像（顕像）を形成する。そして、感光体８上のトナー像が中間転写ベルト１に１次転写され、転写後に感光体８に残留した転写残トナーは図示しないクリーニング手段によって回収され破棄される。なお、感光体８上にクリーニング手段を設けず、現像手段で転写残トナーを回収したりするクリーナレス方式もあり、本発明は種々公知のクリーニング手段を採用できる。
【００２１】
なお本実施例では、１次転写ローラ４ａ〜４ｄに図示しないバイアス印加手段によりバイアスを印加し、静電的に１次転写している。１次転写部材としては、ローラに限定されず、ブラシでもよい。また、本実施例では、図２〜図５の各図からわかるように、感光体８の中心を通り、駆動ローラ２と従動ローラ３の中心を結ぶ線、換言すれば、両ローラ２、３に掛け回しただけの状態の中間転写ベルト１が形成する面に下ろした垂線と、１次転写ローラ４ａ〜４ｄの中心を通り、駆動ローラ２と従動ローラ３に掛け回しただけの状態の中間転写ベルト１が形成する面に下ろした垂線とがずれている。そして、１次転写ローラ４が中間転写ベルト１を押し上げて、感光体８の表面の一部に巻きつけ得るように構成されている。このような構成、いわゆるオフセット転写方式では、１次転写ローラ４の移動量が多くなるので、偏心カム１０の偏心量も大きくなる。偏心カム１０の偏心量が大きいと、偏心カム１０とスライダ９との摩擦力も大きくなるので、トルクアップしやすくなる。すなわち、オフセット転写方式だと、上述した本発明の効果がより発揮できやすくなると考え得る。
【００２２】
そして、感光体８ａから順次１次転写されたトナー像は中間転写ベルト１上で重ねられ、カラートナー像が形成される。中間転写ベルト１を掛け回した駆動ローラ２に対向する位置には対向ローラ２０が設けられており、駆動ローラ２と対向ローラ２０との間には図示しない給紙搬送手段から搬送されてくる用紙等の記録媒体Ｐが通過するようになっている。この記録媒体Ｐの通過のタイミングに合わせて、中間転写ベルト１上で重ねられたカラートナー像を、駆動ローラ２と対向ローラ２０との間の位置まで担持搬送し、一括して記録媒体Ｐに２次転写する。
【００２３】
なお、駆動ローラ２にバイアス印加手段によりトナーの帯電極性と動極性のバイアスを印加して静電的に２次転写している（斥力転写）ものとするが、対向ローラ２０にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加して２次転写（引力転写）してもよい。
【００２４】
２次転写された後は、用紙等の記録媒体Ｐは図示しない定着手段を通過して、トナーを定着され、最終画像が形成される。ただし、２次転写部で熱を加えて転写同時定着としてもよい。
【００２５】
さらに、図示のように、アーム６及び１次転写ローラ４ｂ、４ｃ、４ｄにはスライダ９、偏心カム１０が接続され、偏心カム１０に接続された駆動装置１１により一方向に回転させ、アーム６及び１次転写ローラ４ｂ、４ｃ、４ｄを往復させ、１次転写ローラ４ｂ〜４ｄの感光体８ｂ〜８ｄ方向又は感光体８ｂ〜８ｄと反対方向への移動により、中間転写ベルト１と感光体８ｂ〜８ｄの当接／離間を行わせている。
【００２６】
図６は偏心カム１０の形状例を示す拡大図である。偏心カム１０は、回転中心１０ｒを中心に回転し、下支点１０ａから部位１０ｂまで連続的に回転半径が大きくなり、上支点１０ｃを含む部位１０ｂ〜１０ｄでは回転半径が回転最大径と同じとなり、スライダ９から力を受けても偏心カム１０を回転させる力が働かない平衡領域とされている。なお、回転半径が一定のため、回転駆動トルクも一定となる。そして、１次転写ローラ４ｂ〜４ｄが離間状態のときは、平衡領域１０ｂ〜１０ｄで偏心カム１０の回転を停止させ、離間状態を保持している。
【００２７】
そして、１次転写ローラ４ｂ〜４ｄはカラー印刷時は常に感光体８ｂ〜８ｄに当接する方向に加圧されているため、離間するためには加圧力より大きな力でスライダ９を動かす必要がある。偏心カム１０の回転トルクは、偏心カム１０とスライダ９の接点において、下支点１０ａから平衡領域が始まる部位１０ｂまでは徐々に上昇していき、図３に示すように部位１０ｂ付近で最高となる。
【００２８】
そして平衡領域１０ｂ〜１０ｄでは回転トルク一定で最大値よりも小さな力で回転し、平衡領域が終わる部位１０ｄから下支点１０ａまでは徐々に回転トルクが下降していくが、それに加えバネ７による加圧力でスライダ９が押され、偏心カム１０には駆動装置１１の回転トルクに加え回転を加速させる力が加わる。
【００２９】
なお従来は、駆動装置１１と偏心カム１０はギア列やタイミングベルトとプーリのような伝達機構であるリンクアーム１１ａで接続されているが、ギアやプーリにはバックラッシュがあり、上述した偏心カム１０の平衡領域が終わった後の加速状態でギアやプーリ同士の衝突音が発生する。また、スライダ９と偏心カム１０の衝突音、スライダ９とアーム６の衝突音、１次転写ローラ４ｂ、４ｃ、４ｄと転写ベルト１の衝突音も発生するため、商品価値を大きく下げることになっていた。
【００３０】
本実施例では、制動部材１２を偏心カム１０の外周に接触させて配置し、偏心カム１０に対し常にバネ７による加速力同等以上の制動力を掛けることで、偏心カム１０の回転が加速しないようにしている。なお、制動部材１２は、偏心カム１０とスライダ９とが当接する位置には設けずに、偏心カム１０の回転軸を支持する位置が固定されたハウジング１３に設けられている。これにより、常に偏心カム１０と制動部材１２とが接触することがなく、偏心カム１０の駆動トルクを少なくできる。
【００３１】
なおハウジング１３としては、ベルトユニットのフレームや、装置本体のフレームなどが挙げられるが、これらに限定されず、種々同様の構造体を採用できる。
【００３２】
また、偏心カム１０の回転の加速は平衡領域の部位１０ｄを過ぎてから始まるため、制動部材１２を偏心カム１０の上支点１０ｃ〜１０ｄの間の任意の位置から偏心カム１０の下支点１０ａの間で偏心カム１０に接触するように配置し、回転トルクが最大になる平衡領域の始まりの部位１０ｂ付近では制動部材１２は偏心カム１０に接触せず、制動部材１２でのトルクアップ分を回転トルク最大値にプラスすることを回避できるようにしている。これにより、少ないスペースで最大限の効果を発揮することが可能となり、駆動装置１１のモーターの大型化によるコストアップや装置の大型化を最小限にすることを可能としている。
【００３３】
なお、偏心カム１０の最大回転径１０ｅと一定間隔をあけてハウジング１３を設け、制動部材１２にスポンジやゴムなどの弾性体を使用し、カム１０とハウジング１３との間隔で制動部材１２の圧縮量を規制しているので、制動力の変化を抑えることができ、そのため制動力を安定させ、最大限の制動効果を発揮できるようになっている。また、制動部材１２の偏心カム１０と接触する面には、ＰＥＴ等の樹脂シートが貼られている。これは制動部材１２が偏心カム１０との摩擦力により引きちぎられたりするのを防止するためである。
【００３４】
またなお本実施例では、ベルト（中間転写ベルト１）が感光体８へ当接する構成で説明したが、感光体８がベルトへ当接する構成としてもよい。
【００３５】
すなわち本発明の転写ベルト装置においては、偏心カム１０の外周に当接する制動部材１２を設けたことにより、加圧のための部材から受ける偏心カム１０の加速力が制限され、そのため１次転写ローラ又は転写ローラ４ａ〜４ｄの当接／離間動作に伴う衝突音を小さくできる。また偏心カム１０の加速力を制限する角度だけ制動部材１２を配置することで、制動部材１２の配置スペースの最小化を図ることができ、また制動部材１２が無い角度では偏心カム１０に制動力が掛からないため、制動部材１２が無い場合の回転最大トルクを超えることが無く、装置のコストアップ、スペースの拡大を最小に抑えることができる。
【００３６】
また転写ベルト装置においては、偏心カム１０の最大外径と一定の間隔を持ったハウジング１３を設け、制動部材１２に弾性体を使用し、弾性体を一定厚で圧縮させることで、偏心カム１０に対する接触圧力を一定にすることができ、そのため制動力が安定し、制動効果を最大限に発揮させ得る。
【００３７】
さらに、制動部材１２の制動力（偏心カム１０と制動部材１２との間の摩擦力）による偏心カムの回転中心回りのトルクＣと偏心カム１０の上支点平衡領域での回転トルクＢ（制動部材１２が無いときの１次転写ローラ又は転写ローラ４ａ〜４ｄ等の転写部材離間時の偏心カム１０の上支点平衡領域の駆動トルクの最大値）を加算した回転トルクが、最大回転トルクＡ（制動部材１２が無いときの転写部材離間時の偏心カム１０の駆動トルクの最大値）、を超えないように設定（Ａ≧Ｂ＋Ｃの関係となるように）しているため、駆動装置に必要な回転トルクは、制動部材１２の追加前と同じで良く、コストアップや装置サイズが大きくなることを最小にとどめることができる。なお、具体的には、トルクＣは制動部材１２としてのスポンジやゴムの硬さや厚み、偏心カム１０の偏心量、バネ７のバネ力を調整することで設定し得る。
【実施例２】
【００３８】
先の実施例では中間転写タンデム型の画像形成装置について説明したが、直接転写タンデム型の画像形成装置でもよい。その場合の構成を図７に示す。この構成では、転写ローラ４ａ〜４ｄが先の実施例の１次転写ローラ４ａ〜４ｄに相当し、記録媒体Ｐの搬送ベルト１が同じく中間転写ベルト１に相当する。そして、用紙等の記録媒体Ｐは矢印Ａ方向に搬送され、感光体８と転写ローラ４ａ〜４ｄ間を通過し、順次トナー像が転写される。その他の構成、作用については実施例１と同様であるので説明を省略する。なお、図では１次転写ローラ４ａ〜４ｄの中心位置が像担持体である感光体８ａ〜８ｄの中心位置から搬送ベルト１に向けて引かれた垂線よりずれた位置にある（オフセット転写となっている）が、１次転写ローラ４ａ〜４ｄの位置は像担持体である感光体８ａ〜８ｄの真下に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施対象とし得る画像形成装置の一例の構成を示す概略断面図
【図２】本発明の実施例１に係るベルト装置を用いて構成した転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図
【図３】図１の装置の１次転写ローラの当接／離間動作を示す概念的断面図
【図４】図１の装置の１次転写ローラの当接／離間動作を示す概念的断面図
【図５】図１の装置の１次転写ローラの当接／離間動作を示す概念的断面図
【図６】偏心カムの形状例を示す拡大図
【図７】本発明の実施例２に係るベルト装置を用いて構成した転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図
【符号の説明】
【００４０】
１：中間転写ベルト
２：駆動ローラ
３：従動ローラ
４ａ〜４ｄ：１次転写ローラ
５、６：アーム
７：バネ
８ａ〜８ｄ：感光体
９：スライダ
１０：偏心カム
１０ａ：偏心カムの下支点
１０ｂ〜１０ｄ：偏心カムの部位
１０ｃ：偏心カムの上支点
１０ｅ：偏心カムの最大回転径
１０ｒ：偏心カムの回転中心
１１：駆動装置
１１ａ：リンクアーム
１２：制動部材
１３：ハウジング
２０：対向ローラ
１０２ａ〜１０２ｄ：プロセスカートリッジ
１００：画像形成装置本体
１０３：露光装置
１０１：中間転写ユニット
１０４：給紙トレイ
１１０：定着装置
１０５：給紙ローラ
１０７：レジストローラ対
１０９：二次転写ローラ
１１０：定着装置
１０６：排紙トレイ
１２１：中間転写ベルト
１２２：中間転写ベルトクリーニング装置
１２３：クリーニングブレード
１２４：スクリュ
１２５：ジョイント部
１２６：廃トナーボトル
１２７：攪拌板
１２８：攪拌シャフト
１２９：攪拌ギア
１３０：本体ギア
Ｐ：記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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