特許 6784228 中間転写ユニット、及び、中間転写ユニットを備えた画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6784228

(24)【登録日】2020年10月27日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】中間転写ユニット、及び、中間転写ユニットを備えた画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/16 20060101AFI20201102BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/16

   G03G21/00 310

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-107176(P2017-107176)

(22)【出願日】2017年5月30日

(65)【公開番号】特開2018-205365(P2018-205365A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2019年4月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184631

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100097386

【弁理士】

【氏名又は名称】室之園 和人

(72)【発明者】

【氏名】中村 了

(72)【発明者】

【氏名】黒川 彩加

(72)【発明者】

【氏名】志部谷 哲平

【審査官】 三橋 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０９１１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４４００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６３１１０３８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／１６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトを回転させる駆動ローラーとを備え、
前記中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を、前記駆動ローラーの回転駆動によりシート材への二次転写位置に位置させる中間転写ユニットであって、
前記中間転写ベルトが巻き掛けられた前記駆動ローラーの周面を清掃する清掃装置と、
前記清掃装置の清掃部を前記駆動ローラーの軸心方向に往復移動させる往復移動機構と、
前記駆動ローラー及び前記中間転写ベルトを支持する装置フレームと、
前記装置フレームに固定されたヘッダーピンとをさらに備え、
前記駆動ローラーの回転に伴って、前記清掃部が前記駆動ローラーの軸心方向に往復移動するように、前記往復移動機構が前記駆動ローラーに連動連結し、
前記清掃部は、前記駆動ローラーの周面に当接するスクレーパーと、該スクレーパーを保持するスクレーパー保持板とを含み、
前記スクレーパー保持板には、前記駆動ローラーの軸心方向に延びる長孔が形成され、
前記ヘッダーピンは、前記スクレーパー保持板を前記装置フレームに連結するとともに、前記スクレーパーが前記スクレーパー保持板と一体にローラー軸心方向に往復移動する際に、前記スクレーパー保持板の長孔の内側面を前記駆動ローラーの軸心方向にガイドするように構成され、
前記装置フレームは、所定方向に間隔を空けて水平に並ぶ第１側壁及び第２側壁と、該第１側壁及び該第２側壁を連結する連結壁とを有し、
前記第１側壁及び前記第２側壁の前記所定方向の一側の端部に前記駆動ローラーが回転自在に支持され、他側の端部に従動ローラーが回転自在に支持されており、
前記中間転写ベルトは、前記駆動ローラー及び前記従動ローラーに巻き掛けられており、
前記連結壁は、前記駆動ローラーに隣接して該駆動ローラーよりも前記他側に位置しており、
前記スクレーパー保持板は、前記連結壁の上面に前記ヘッダーピンを介して浮き上がり不能に連結されている中間転写ユニット。

【請求項2】

請求項１記載の中間転写ユニットにおいて、
前記往復移動機構は、前記スクレーパー保持板における前記駆動ローラーの軸心方向の一側端部にカム面が当接するカムと、前記スクレーパー保持板を前記駆動ローラーの軸心方向の他側から一側に付勢する付勢部材とを有していて、当該カムが前記駆動ローラーの回転に連動して回転するように構成されている、中間転写ユニット。

【請求項3】

請求項１又は２記載の中間転写ユニットを備え、
前記像担持体に形成されたトナー像を、前記中間転写ユニットを介して前記シート材に転写する画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中間転写ユニット、及び、中間転写ユニットを備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

中間転写ユニットは、像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、中間転写ベルトを回転させる駆動ローラーとを備え、中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を、駆動ローラーの回転駆動によりシート材への二次転写位置に位置させる。
また、画像形成装置は、中間転写ユニットを介して像担持体に形成されたトナー像をシート材に転写する。
この種の画像形成装置では作動中や作動直後に装置内をトナーが浮遊している。この浮遊トナーが中間転写ユニットの各部品に付着すると画像不良が生じやすくなることから、従来、中間転写ベルトの外面を清掃するクリーニングブレードが画像形成装置に設けられていた（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２２１８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記中間転写ベルトが巻き掛けられた駆動ローラーは、トナー像が一次転写された中間転写ベルトの移動方向（回転方向）下流側に位置している。そのために、駆動ローラーの周面にトナーが付着しやすい。
しかしながら、上記従来の構造によれば、中間転写ベルトの外面からトナーを除去できるものの、駆動ローラーの周面に付着したトナーを前記周面から除去することができなかった。
その結果、駆動ローラーの周面に付着したトナーが周面上で凝集して突起状の異物となり、中間転写ベルトの内面を傷つけて画像不良や中間転写ベルトの耐久性の低下を生じさせていた。
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、画像を良好に保つことができ、中間転写ベルトの耐久性を向上させることができる中間転写ユニット、及び、画像形成装置を提供する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一局面に係る中間転写ユニットは、像担持体からトナー像が一次転写される無端状の中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトを回転させる駆動ローラーとを備え、前記中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を、前記駆動ローラーの回転駆動によりシート材への二次転写位置に位置させ、前記中間転写ベルトが巻き掛けられた前記駆動ローラーの周面を清掃する清掃装置を備えている。

【0006】

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上記中間転写ユニットを備え、前記像担持体に形成されたトナー像を、前記中間転写ユニットを介して前記シート材に転写する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、画像を良好に保つことができ、中間転写ベルトの耐久性を向上させることができる中間転写ユニット、及び、画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図1は、画像形成装置の全体構成を示す概略図である。

【図2】図２は、中間転写ユニットを後斜め上方から見た斜視図（中間転写ベルトは省略してある）である。

【図3】図３は図２のＺ１部の拡大斜視図である。

【図4】図４は、中間転写ユニットを前斜め上方から見た斜視図（中間転写ベルトは省略してある）である。

【図5】図５は図４のＺ２部の拡大斜視図である。

【図6】図６（ａ）は清掃装置の平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

【図7】図７は図６（ｂ）のＺ３部の拡大図である。

【図8】図８は図４のＺ４部の拡大図である。

【図9】図９は清掃装置の縦断側面図である。

【図10】図１０は、清掃装置の往復移動機構のカムを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

【0010】

図１は、画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。画像形成装置１は、例えばタンデム方式のカラープリンターであって、現像ユニットＡと、現像ユニットＡの上方に配置された中間転写ユニットＢと、中間転写ユニットＢの上方に配置された複数（４つ）のトナーコンテナＣとを備えている。また、画像形成装置１は、一次転写部６、二次転写部９、定着部１１及び光走査装置１５をも備えている。現像ユニットＡは、光走査装置１５の上方に配置された複数（４つ）の画像形成部１６を有する。中間転写ユニットＢは、無端状の中間転写ベルト７を有し、中間転写ベルト７は、４つ画像形成部１６の上方に画像形成部１６の配列方向に沿うように配置されている。

【0011】

画像形成装置１の装置本体２の内部下方には、給紙カセット３が配置されている。給紙カセット３は、その内部に印刷前の用紙８０（シート材に相当）を積載して収容している。給紙カセット３の側方には、第１用紙搬送部２１が設けられている。第１用紙搬送部２１は、給紙カセット３から送り出された用紙８０を受け取り、その用紙８０を上方の二次転写部９へ搬送する。

【0012】

給紙カセット３の第１用紙搬送部２１と反対側の側方には、手差し給紙部５が設けられている。手差し給紙部５と第１用紙搬送部２１との間には、第２用紙搬送部２２が設けられている。第２用紙搬送部２２は、手差し給紙部５から送り出された用紙８０を受け取って第１用紙搬送部２１へ搬送する。

【0013】

光走査装置１５は、第２用紙搬送部２２の上方に配置され、画像形成装置１が受信した画像データに基づいてレーザー光を画像形成部１６へ照射する。中間転写ベルト７は、駆動ローラー１２と従動ローラー１３とに巻き掛けられており、図示しない駆動装置によって回転駆動される。駆動ローラー１２の左上方には、中間転写ベルト７の表面（外面）を清掃するための中間転写ベルトクリーニング装置３４が配置されている。

【0014】

中間転写ベルト７は、複数の感光体ドラム２５（像担持体に相当）の外周面に当接することによってその複数の感光体ドラム２５の外周面からトナー像が一次転写されるように構成されている。

【0015】

４つの画像形成部１６は、中間転写ベルト７に沿って一列に配置されており、イエロー、マゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像をそれぞれ形成する。各画像形成部１６は、感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に配置された帯電器３１、現像部３３及びクリーニング装置３２とをそれぞれ有している。

【0016】

帯電器３１は感光体ドラム２５の表面を帯電させる。帯電器３１により帯電された感光体ドラム２５には、光走査装置１５から照射されたレーザー光によって静電潜像が形成される。現像部３３は、静電潜像を現像することによって感光体ドラム２５の表面にトナー像を形成する。

【0017】

一次転写部６は、各画像形成部１６の上方にそれぞれ配置されている。一次転写部６は、画像形成部１６により感光体ドラム２５に形成されたトナー像を中間転写ベルト７の表面に一次転写する一次転写ローラー８を有している。

【0018】

そして、中間転写ベルト７が回転駆動されると共に、一次転写ローラー８に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて所定のタイミングで各感光体ドラム２５上のトナー像が中間転写ベルト７に一次転写される。これによって、中間転写ベルト７の表面には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像が互いに重ね合わされたカラートナー像が形成される。また、トナー像が中間転写ベルト７に一次転写された感光体ドラム２５の表面は、クリーニング装置３２によって清掃される。

【0019】

二次転写部９は、中間転写ベルト７の側方に配置された二次転写ローラー１７を有している。そして、二次転写部９は、二次転写ローラー１７に印加されたトナーの帯電極性とは逆極性の電圧にて中間転写ベルト７上のトナー像を、第１用紙搬送部２１から送られてきた用紙８０に二次転写するようになっている。

【0020】

定着部１１は、二次転写部９の上方に設けられている。二次転写部９と定着部１１との間には、トナー像が二次転写された用紙８０を定着部１１へ搬送する第３用紙搬送部２３が形成されている。定着部１１は、加圧ローラー１８と、定着ローラー１９と、加熱ローラー２０とを備えている。そして、定着部１１は、第３用紙搬送部２３から搬送された用紙８０を加熱及び加圧することによって、その用紙８０にトナー像を定着させるようになっている。

【0021】

定着部１１の上方には分岐部２７が設けられている。定着部１１から排出された用紙８０は、両面印刷を行わない場合、分岐部２７から画像形成装置１の上部に形成された用紙排出部２８に排出される。両面印刷を行う場合には、分岐部２７から第４用紙搬送部２４を介して用紙８０を再び二次転写部９へ搬送する。

【0022】

［中間転写ユニットＢの詳細構造］
図１〜図４に示すように、中間転写ユニットＢは、画像形成装置１の左右方向Ｖに長い平面視長方形状の装置フレーム５０を備えている。そして、この装置フレーム５０に、画像形成装置１の前後方向Ｗに間隔を空けて位置する第１側壁５１と第２側壁５２が設けられ、さらに、第１側壁５１と第２側壁５２を連結する連結壁７８（図６（ｂ）参照）が設けられている。第１側壁５１と第２側壁５２と連結壁７８には格子状の補強部５３が設けられている。

【0023】

また、第１側壁５１と第２側壁５２の長手方向の一端部に前記駆動ローラー１２がローラー軸心（軸芯）１２Ｐ周りに回転自在に支持され、第１側壁５１と第２側壁５２の他端部に前記従動ローラー１３がローラー軸心（軸芯）１３Ｐ周りに回転自在に支持されている。駆動ローラー１２と従動ローラー１３は、いずれも画像形成装置１の前後方向Ｗに細長く形成されており、前述のように、これらに前記中間転写ベルト７（図１参照）が巻き掛けられている。図２，図４等では中間転写ベルト７を省略してある。

【0024】

駆動ローラー１２は、ローラー本体５７と、ローラー本体５７の両端面の中央部からローラー軸心方向Ｊの外側に各別に突出する一対のローラー軸部５８とを備えている。ローラー軸心方向Ｊと画像形成装置１の前後方向Ｗとは同一方向である。ローラー軸部５８はローラー本体５７よりも小径であり、このローラー軸部５８が第１側壁５１と第２側壁５２の一端部に形成された支持孔に回転自在に挿入されている。

【0025】

そして、駆動ローラー１２の一方のローラー軸部５８に第１ギア６１が一体回転自在に外嵌し、他方のローラー軸部５８に第２ギア６２が一体回転自在に外嵌している。第１ギア６１は電動モータ（図示せず）側のギアに噛み合い、第２ギア６２は二次転写ローラー１７（図１参照）側のギアに噛み合っている。電動モータが駆動回転すると、駆動ローラー１２と従動ローラー１３が各ローラー軸心１２Ｐ，１３Ｐ周りに回転して中間転写ベルト７が図１において反時計周りに回転し、二次転写ローラー１７が回転する。中間転写ベルト７に一次転写されたトナー像は、駆動ローラー１２の回転駆動により用紙８０への二次転写位置（前記トナー像を用紙８０に二次転写するための位置）に位置する。

【0026】

［清掃装置６３の構造］
図２〜図５に示すように、中間転写ユニットＢに、駆動ローラー１２のローラー本体５７の周面５７Ｍ（図９参照）を清掃する清掃装置６３が設けられている。清掃装置６３は、ローラー本体５７の周面５７Ｍに当接するスクレーパー６４（清掃部に相当）と、装置フレーム５０の連結壁７８（図６（ａ）参照）に載置され、ローラー本体５７とは反対側からスクレーパー６４を保持するスクレーパー保持板６５とを有する。スクレーパー６４は樹脂製、スクレーパー保持板６５は金属製である。スクレーパー６４とスクレーパー保持板６５がこれら以外の材質で形成されていてもよい。

【0027】

図６（ａ）に示すように、スクレーパー６４は、ローラー本体５７よりも少し短い長方形の帯板状に形成されている。また、スクレーパー保持板６５は、スクレーパー６４よりも幅広で長く、ローラー本体５７と略同じ長さの長方形に形成されている。

【0028】

そして、スクレーパー６４の長辺側の一端部（ローラー本体５７とは反対側の一端部）が、スクレーパー保持板６５の長辺側の一端部に重ね合わされて両面テープで固定されている。これにより、スクレーパー６４の長辺側の他端部であるスクレーパー６４の先端部６４Ａが、スクレーパー保持板６５の長辺側の一端部側から前記ローラー本体５７に向かって突出している。

【0029】

図６（ａ），図９に示すように、スクレーパー６４の先端部６４Ａは、中間転写ベルト７の上側ベルト部分の回転方向下流側からローラー本体５７の周面５７Ｍに当接する。また、前記先端部６４Ａはローラー本体５７の周面５７Ｍに、ローラー本体５７のローラー軸心方向Ｊの略全長にわたって当接する。スクレーパー６４は可撓性を有し、先端部６４Ａがローラー本体５７の周面５７Ｍに当接した状態で上方に円弧状に少し弾性変形する（図９参照）。

【0030】

［往復移動機構６６の構造］
図３，図５に示すように、スクレーパー６４をスクレーパー保持板６５と一体に駆動ローラー１２のローラー軸心方向Ｊに往復移動させる往復移動機構６６が設けられている。詳述すると、図７，図８に示すように、スクレーパー保持板６５の長手方向（ローラー軸心方向Ｊ）に長い複数の長孔６５Ｈが、前記長手方向に間隔を空けてスクレーパー保持板６５に形成されている。

【0031】

そして、複数のヘッダーピン６７が、前記複数の長孔６５Ｈに上方から各別に挿通され、ピン先端部６７Ｃに形成された雄ねじ部７６が、装置フレーム５０の連結壁７８に形成された雌ねじ部７７に螺合している。ヘッダーピン６７の長手方向中間部６７Ｂはピン先端部６７Ｃよりも大径に形成されている。つまり、ヘッダーピン６７は、頭部６７Ａと、頭部６７Ａよりも小径の長手方向中間部６７Ｂと、長手方向中間部６７Ｂよりも小径の前記ピン先端部６７Ｃとから成る。

【0032】

前記雄ねじ部７６が前記雌ねじ部７７に螺合した状態で、ヘッダーピン６７の長手方向中間部６７Ｂの下端面６７Ｂ１はスクレーパー保持板６５の上面６５Ｍよりも上方に位置する。また、前記長手方向中間部６７Ｂの径が長孔６５Ｈの幅よりも大径に設定されて、スクレーパー保持板６５が連結壁７８に対してローラー軸心方向Ｊに移動自在に、かつ、浮き上がり不能に構成されている。

【0033】

図３，図６（ａ）に示すように、スクレーパー保持板６５の長手方向の一端部と装置フレーム５０の第１側壁５１との間に、スクレーパー保持板６５を第２側壁５２側に押圧付勢する付勢手段としてのコイルスプリング６９が設けられている。一方、図５に示すように、スクレーパー保持板６５の他端部と装置フレーム５０の第２側壁５２との間に、コイルスプリング６９の付勢力に抗してスクレーパー保持板６５を前記第１側壁５１側に押圧するカム７０が設けられている。

【0034】

図１０に示すように、カム７０は、円形リング板状に形成されたカム本体７１の端面に、カム軸心Ｋに対して傾斜したカム面７１Ｍを備えている。そして、図５に示すように、カム軸心Ｋがローラー軸心方向Ｊに沿うように、カム７０がカム軸心Ｋ周りに回転自在に前記第２側壁５２に支持されて、カム面７１Ｍがスクレーパー保持板６５の他端部の端面に当接している。

【0035】

また、カム本体７１の外周部に第３ギア７２が形成されて前記第２ギア６２に噛み合っている。これにより、駆動ローラー１２が駆動回転すると、駆動ローラー１２側の第２ギア６２とカム７０側の第３ギア７２を介してカム７０がカム軸心Ｋ周りに回転する。この回転に伴って、スクレーパー保持板６５がコイルスプリング６９の付勢力に抗して前記第１側壁５１側に移動し、あるいは、前記付勢力で第２側壁５２側に移動して、スクレーパー６４がスクレーパー保持板６５と一体にローラー軸心方向Ｊに往復移動する。このように、駆動ローラー１２の回転に伴って、スクレーパー６４がスクレーパー保持板６５と一体にローラー軸心方向Ｊに往復移動するように、往復移動機構６６のカム７０が駆動ローラー１２に連動連結している。

【0036】

前記ヘッダーピン６７は、スクレーパー６４がスクレーパー保持板６５と一体にローラー軸心方向Ｊに往復移動する際に、スクレーパー保持板６５の長孔６５Ｈの内側面をローラー軸心方向Ｊにガイドする。これにより、スクレーパー６４とスクレーパー保持板６５をローラー軸心方向Ｊに正確に往復移動させることができる。

【0037】

上記の構成によれば、中間転写ベルト７が巻き掛けられた駆動ローラー１２の周面５７Ｍにトナーが付着しても、清掃装置６３のスクレーパー６４がトナーを駆動ローラー１２の周面５７Ｍから除去する。従って、駆動ローラー１２の周面５７Ｍでトナーが凝集することを防止でき、前記周面５７Ｍにトナーから成る突起状の異物が形成されることを防止できる。その結果、中間転写ベルト７の内面の損傷を回避できて、画像を良好に保つことができ、中間転写ベルト７の耐久性を向上させることができる。

【0038】

また、清掃装置６３のスクレーパー６４がローラー軸心方向Ｊに往復移動することで、駆動ローラー１２の周面５７Ｍに付着するトナーをローラー軸心方向Ｊに引き延ばす。これにより、駆動ローラー１２の周面５７Ｍでトナーが凝集しにくくなり、清掃性能をより向上させることができる。

【0039】

そして、往復移動機構６６のカム７０が駆動ローラー１２に連動連結しているから、往復移動機構６６を駆動させる駆動部を新たに設ける必要がなく、部品点数を低減でき、構造を簡素化でき、製作コストを低廉化することができる。
さらに、往復移動機構６６が連動連結するローラーは駆動ローラー１２であるから、往復移動機構６６に往復移動力を十分伝達できて、往復移動機構６６の作動を安定させることができる。
一般に、画像形成装置１においては、中間転写ベルト７の周りに中間転写ベルト７の外面を清掃するクリーニング装置が設けられている。そのために、このクリーニング装置の近くでは、浮遊するトナーの密度が高くなりやすい。本発明の上記の構成によれば、駆動ローラー１２の周面５７Ｍにトナーが付着しても清掃装置６３のスクレーパー６４がトナーを除去するから、クリーニング装置を駆動ローラー１２の近くに配置できて、設計の自由度を高めることができる。本実施形態においても、前述のように、駆動ローラー１２の左上方に、中間転写ベルト７の表面（外面）を清掃するための中間転写ベルトクリーニング装置３４が配置されている。

【0040】

［別実施形態］
前記画像形成装置１は、複写機やファクシミリ等であってもよい。
前記往復移動機構６６は、前記コイルスプリング６９とカム７０以外の部品で構成してあってもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ 画像形成装置
７ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラー
２５ 像担持体（感光体ドラム）
５７Ｍ ローラーの周面（ローラー本体の周面）
６３ 清掃装置
６４ 清掃装置の清掃部（スクレーパー）
６６ 往復移動機構
８０ 用紙（シート材）
Ｂ 中間転写ユニット
Ｊ 駆動ローラーの軸心方向（ローラー軸心方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】