JP3815139B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特にベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置のなかには、その転写工程でトナー像を担持する無端状の中間転写ベルトや記録シートを担持して搬送する無端状のシート搬送ベルトを用い、転写工程で用いる中間転写ベルトやシート搬送ベルトに対してはシアン系、マゼンタ系、イエロー系、及びブラック系のトナー像を形成する４つの像形成ユニットを対向させて配設し、多色カラー画像を形成する、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置や、像形成工程で感光体として無端状の感光体ベルトを用い、この感光体ベルトにはシアン系、マゼンタ系、イエロー系、及びブラック系の４つの現像ユニットを対向させて配設し、感光体ベルトに形成した潜像に各現像ユニットからトナーを供給してトナー像形成するカラー画像形成装置がある。
【０００３】
このような画像形成装置で用いられている無端状の中間転写ベルト、シート搬送ベルト、及び感光体ベルト（以下、これらを「像担持体ベルト」と総称する）は、少なくとも像担持体ベルトを駆動するドライブ機能を備えたドライブロールと像担持体ベルトにテンションを付与する張力付与機能を備えたテンションロールを含む複数のロールで支持し、テンションロールで像担持体ベルトにテンションを付与しながらドライブロールで像担持体ベルトに回転駆動を与えている。
【０００４】
しかしながら、このような像担持体ベルトは、これを支持する複数のロールの取付誤差に起因して、走行中にベルト幅方向（ベルト回転方向と直行する方向）に移動する現象、すなわちベルトの蛇行現象（ベルトウォーク）が不可避的に発生する。
【０００５】
そして、例えば、画像形成装置が転写工程で中間転写ベルトを用いるタンデム型カラー画像形成装置においては、各像形成ユニットから各単色のトナー像を中間転写ベルト上に転写し、この中間転写ベルト上でこれら各単色のトナー像を重ね合わせることが行われているが、このようなタンデム型カラー画像形成装置において中間転写ベルトに蛇行現象が発生すると、各単色のトナー像の相対的な位置関係にずれが発生し、色ずれや色むら等の画像不良が発生し、高品質のカラー画像を得ることができない。
【０００６】
そこで、従来においては、このような問題を解決するために、像担持体ベルトを支持する複数のロールの１つとして傾き動作が可能なロール（以下、「ステアリングロール」という）を採用し、像担持体ベルトに蛇行現象が発生した時にその像担持体ベルトの蛇行をセンサーで検出し、その検出結果に基づいてステアリングロールの傾きを制御し、蛇行現象を適切に修正するためのアクティブステアリング装置が提案されている（例えば、特公昭 63-64,792号、特開平 3-288,167号、特開平6-56,296号、特開平6-64,772号、特開平 8-123,120号、特開平 9-222,827号等の各公報）。
【０００７】
また、このような画像形成装置の像担持体ベルトにおいては、トナー像の１００％転写効率を達成することは極めて困難であり、転写工程でトナーの一部が像担持体ベルト上に残留したり、あるいは、シート搬送ベルトである場合には感光体側の残留トナーが移行し、この残留トナーが種々の画像不良の原因になるのでベルトクリーニング装置の使用が不可欠になる。しかしながら、このベルトクリーニング装置においては、クリーニングの対象が可撓性を有するベルトであるため、クリーニング性やクリーニングブレードのビビリ等が問題になり、従来においてもこれらの問題を解決するために種々の対策が採られている（例えば、特開昭 57-17,973号、特開平 7-271,142号等の各公報）。例えば、特開平 7-271,142号公報には、潤滑剤塗布ブラシとクリーニングブレードを有し、環境温度や湿度更には回転トルクを検知しながら潤滑剤塗布ブラシで中間転写ベルトの表面に潤滑剤を塗布し、次いでクリーニングブレードで中間転写ベルトの表面をクリーニングすることが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、像担持体ベルトを用いる画像形成装置においては、この像担持体ベルトの挙動の安定化を図りながら、クリーニング性能の向上を図ることが不可欠であり、そのための工夫を適用することが必要になるが、例えば像担持体ベルトに潤滑剤塗布ブラシとクリーニングブレードを備えたベルトクリーニング装置を敷設した場合には潤滑剤塗布ブラシやクリーニングブレードに対向させて像担持体ベルトにバックアップロールを配設する必要が生じる等、像担持体ベルトの構成が大型化する傾向にあり、装置自体を小型化するという観点からは問題である。
【０００９】
本発明は、かかる観点に基づいて創案されたものであり、その目的とするところは、ベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置において、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支持するベルト支持部材と、前記ベルト支持部材を移動することによって前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するベルト移動制御装置と、前記像担持体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた画像形成装置であり、前記ベルト支持部材と前記ベルトクリーニング装置に設けられて前記像担持体ベルトのベルト表面をクリーニングするクリーニング部材との間には、前記ベルト支持部材の姿勢の変化に合わせてクリーニング部材の姿勢を変化させる連動機構を設け、前記連動機構により前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作の際に前記ベルト支持部材と前記クリーニング部材との間の相対的位置関係が維持されるようにし、前記ベルト移動制御装置が前記ベルト支持部材を支承して前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作を受け持つ可動フレームを有し、前記ベルトクリーニング装置がユニット化されてクリーニング部材を保持するケーシングを有し、前記連動機構が前記可動フレームに前記ケーシングを着脱可能に取り付けることにより達成されていることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明は、像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支えるためのフレームと、前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するために前記像担持体ベルトを支持しながら移動するベルト位置制御部と、前記ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記ベルト位置制御部の移動に合わせて前記ベルト位置制御部と前記クリーニング部材の相対的位置関係が維持されるように前記クリーニング部材を連動させる連動機構と、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記ベルト位置制御部からフレームの方向に向かうピボットと、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記像担持体ベルトの幅方向において前記ピボットと異なる位置に配設された間隔保持部材とを有し、前記ベルト位置制御部は、前記ピボットを軸として回動するように変位し、前記間隔保持部材によって前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間の間隔を維持し互いの平行関係を保つように前記フレームに対して変位することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明は、像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトである場合、転写工程で記録シートを担持して搬送するシート搬送ベルトである場合、像形成工程で用いる感光体ベルトである場合に適用することができ、特に像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであって、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、及びブラック用の４つの一次転写ロールを備えたタンデム型カラー画像形成装置に用いる中間転写ベルトである場合に好適に適用することができる。
【００１２】
また、本発明において、ベルト移動制御装置を構成するベルト支持部材については、それが像担持体ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであっても、像担持体ベルトにテンションを付与する張力付与機能を備えてもよく、装置全体のレイアウトや像担持体ベルトに配設する像形成ユニットや現像ユニット、ベルトクリーニング装置、その他の部材との位置関係で決定することができる。本発明においては、ドライブ機能を持つベルト支持部材とステアリング機能を持つベルト支持部材は共にそれぞれの機能を効率的に発揮する上でベルトと支持部材が重なり合うオーバーラップ領域が大きい方が有利であり、また、オーバーラップ領域はそれをベルトと支持部材が重なり合う角度でみると合計で３６０°に限られるので、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成するという観点からは、ベルト支持部材がドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであるのが好ましい。
【００１３】
更に、本発明において、ベルトクリーニング装置を構成するクリーニング部材については、ブラシタイプのクリーニングブラシやブレードタイプのクリーニングブレードを好適に適用することができる。特にこのクリーニング部材については、リトラクト機構を持たせる必要がなく、小型化が容易なことから、像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触クリーニング部材であるのがよい。
【００１４】
特に、クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードであり、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーの一部がクリーニングブレードの先端部分に滞留して潤滑機能を行うタイプのもの、更にはベルトクリーニング装置が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードと、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーをトナー回収箱内に搬送するオーガーと、ベルト表面で掻き取られた回収トナーをオーガーに送り込むパドルとを有し、このパドルの回転で回収トナーの所定量がクリーニングブレードの先端部分に供給されるタイプのものが好適に用いられる。
【００１５】
本発明においては、ベルトクリーニング装置において優れたクリーニング性能を確保するために、ベルト支持部材とクリーニング部材との間に、ベルト支持部材の姿勢の変化に合わせてクリーニング部材の姿勢を変化させる連動機構を設け、この連動機構によりベルト支持部材のベルト移動制御動作の際にベルト支持部材とクリーニング部材との間の相対的位置関係が維持されるようにすることが必要である。
【００１６】
このベルト支持部材とクリーニング部材との間に設ける連動機構については、両者の相対的位置関係を維持できる手段であれば特に制限はなく、例えばベルト支持部材のベルト移動制御動作を受け持つ可動フレームにクリーニング部材を直接取り付ける、ハウジングを用いてユニット化したベルトクリーニング装置をベルト支持部材の可動フレームに着脱可能に取り付ける、ベルト支持部材の可動フレームとクリーニング部材の可動フレームとをリンク機構等で連結する、等の手段が挙げられる。
【００１７】
ここで、ベルト支持部材とクリーニング部材との相対的位置関係については、ベルトクリーニング装置のクリーニングモードの際における像担持体ベルトとクリーニング部材との接触位置が、像担持体ベルトとベルト支持部材とが重なり合うベルト回転方向上流側の接触開始位置からベルト回転方向下流側の接触終了位置までのオーバーラップ領域内にあるのがよく、これによって、ベルト支持部材がそのベルト移動制御動作を行っても、クリーニング部材は像担持体ベルトのクリーニングを確実に実施できる。また、より好ましくは、この接触位置が、オーバーラップ領域内であって、その接触開始位置から取付誤差による揺れがなくなるベルト回転方向下流側位置から、その接触終了位置からベルトスリップの発生原因にならなくなるベルト回転方向上流側位置までの安定領域内にあるのがよく、これによって、ベルト支持部材としてステアリング・ドライブロールを用いた場合にも、優れたベルト移動制御性、ベルト駆動性、クリーニング性を発揮せしめることができる。ここで、上記安定領域は、ベルト支持部材のオーバーラップ領域の大きさやこのベルト支持部材の表面粗さ、像担持体ベルトの表面とクリーニング部材との間の摩擦抵抗等を考慮し、実験的に容易に求めることができる。
【００１８】
本発明において、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成する上で、好ましい構成としては、以下のものを挙げることができる。すなわち、（１）像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであり、ベルト支持部材がこの中間転写ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであり、クリーニング部材が中間転写ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードである構成、（２）像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであり、ベルト支持部材がこの中間転写ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであり、クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードであり、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーの一部がクリーニングブレードの先端部分に滞留して潤滑機能を行う構成、（３）ベルトクリーニング装置が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードと、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーをトナー回収箱内に搬送するオーガーと、ベルト表面で掻き取られた回収トナーをオーガーに送り込むパドルとを有し、このパドルの回転で回収トナーの所定量がクリーニングブレードの先端部分に供給される構成等が挙げられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２０】
〔実施例１〕
図１及び図２に、本発明の実施例に係る中間転写ベルトを用いたタンデム型カラー画像形成装置が示されている。
このカラー画像形成装置は、中間転写ベルト（像担持体ベルト）１と、この中間転写ベルト１を支持するステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）２、テンションロール３、及び二次転写用バックアップロール４と、上記ステアリング・ドライブロール２とテンションロール３との間において中間転写ベルト１に対向させて配置されているイエロー用像形成ユニット５、マゼンタ用像形成ユニット６、シアン用像形成ユニット７、及びブラック用像形成ユニット８と、上記ステアリング・ドライブロール２の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット９と、上記二次転写用バックアップロール４に対向して配置された二次転写ロール10a を有する二次転写装置10と、上記像形成ユニット５〜８の各感光体ドラム5a〜8a上に静電潜像を書き込むＲＯＳ(Raser Output Scanner)ユニット11と、用紙（記録シート）トレイユニット12と、定着ユニット13とを備えている。
【００２１】
ここで、上記各像形成ユニット５〜８は、各感光体ドラム5a〜8aに隣接して各色に対応する現像装置5b〜8bを有し、また、これら各現像装置5b〜8bには図示外のトナー供給手段により各色に対応するトナーカートリッジ14〜17から各色のトナーが供給されるようになっている。なお、図中符号18〜21はそれぞれ各像形成ユニット５〜８の各感光体ドラム5a〜8aに対向して配置された一次転写用バックアップロールである。
【００２２】
そして、この実施例１のカラー画像形成装置において、各像形成ユニット５〜８で形成された各単色トナー像は中間転写ベルト１上で重ね合わされて多色トナー像となり、この多色トナー像は二次転写装置10へと移行し、この二次転写装置10において、用紙ルートＰに示すように用紙トレイユニット12から供給された用紙上に二次転写され、次いで定着ユニット13をへて装置外部に排出される。
【００２３】
この実施例１において用いられているベルトクリーニングユニット９は、図３及び図４に示されているように、ブレードタイプのベルトクリーニング装置であって、そのケーシング9a内にはクリーニングブレード（クリーニング部材）9b、パドル9c、及びオーガー9dを備えており、また、このケーシング9aはアッパーシール9eでシールされている。
【００２４】
そして、この実施例１においては、図３〜図５に示されているように、中間転写ベルト１の転写体フレーム1aを形成するブロックメイン1bには、ステアリング・ドライブロール２を回転可能に支持する可動フレーム22が配設されており、この可動フレーム22にベルトクリーニングユニット９のケーシング9aが着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
上記可動フレーム22は、上記転写体フレーム1a側のブロックメイン1bに相対向して位置するブロックメイン22a と、このブロックメイン22a の両端に取り付けられ内側フレーム22b 及び外側フレーム22c とを有し、ステアリング・ドライブロール２が上記可動フレーム22の内側フレーム22b と外側フレーム22c との間に回転可能に軸支されている。
【００２６】
上記中間転写ベルト１の転写体フレーム1aを形成するブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間は、中間転写ベルト１のベルト幅方向内側寄り（図３の上方側）において、ピボット23が可動フレーム22のブロックメイン22a に固着され、このピボット23の先端側が転写体フレーム1aのブロックメイン1b側に形成された貫通孔24内に回転可能に嵌合しており、可動フレーム22の外側が上記ピボット23を回転軸として上下方向に変位できるようになっているほか、中間転写ベルト１のベルト幅方向外側寄り（図３の下方側）において、図３、図５、及び図６に示されているように、転写体フレーム1aのブロックメイン1b側にローラー25が取り付けられており、上記ピボット23とローラー25とにより転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a とが正確に所定の間隔ｄを維持して互いに平行に配置されている。
【００２７】
また、上記可動フレーム22を構成する外側フレーム22c の下方には、ステアリングカム26が配設され、また、このステアリングカム26の上部に上記可動フレーム22の外側フレーム22c が載置されており、そして、このステアリングカム26は、中間転写ベルト１の蛇行現象を検知する図示外のセンサーからの信号で制御されるステアリングモーター27により駆動される。
【００２８】
従って、この実施例１においては、中間転写ベルト１に蛇行現象が発生すると、この中間転写ベルト１の蛇行を検知したセンサーからの信号でステアリングモーター27が所定の方向に所定量だけ回転し、上記可動フレーム22はピボット23を回転軸としてその外側フレーム22c 側が上下に変位し、これに伴ってこの可動フレーム22に取り付けられたステアリング・ドライブロール２はそのステアリング動作のために姿勢を変化させるが、可動フレーム22に取り付けられたベルトクリーニングユニット９のクリーニングブレード9bもステアリング・ドライブロール２のステアリング動作による姿勢の変化に合わせてその姿勢を変化させ、ステアリング・ドライブロール２とクリーニングブレード9bとの間の相対的位置関係は維持される。
【００２９】
この実施例１においては、図５に示すように、転写体フレーム1aの外側と可動フレーム22の外側フレーム22c との間に、転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間を互いに接近させる方向に付勢し、また、可動フレーム22の外側フレーム22c をステアリングカム26に接近させる方向に付勢する引張スプリング28が設けられており、これによって転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間の平行度が損なわれることなく、また、ステアリングカム26の動きが遊びなく正確に可動フレーム22側に伝わるようになっている。
【００３０】
また、この実施例１においては、図３及び図５に示されているように、ベルトクリーニングユニット９と可動フレーム22との間は、ベルトクリーニングユニット９側に設けられたピン9fと可動フレーム22の内側フレーム22b に設けられたピン穴22e により位置決めされており、また、可動フレーム22のブロックメイン22a と内側フレーム22b 及び外側フレーム22c との間、内側フレーム22b 及び外側フレーム22c と後側フレーム22d との間、及びベルトクリーニングユニット９のケーシング9aと可動フレーム22の外側フレーム22c との間は取付ネジ29により固定されている。
【００３１】
従って、ベルトクリーニングユニット９は、図５に示すように、そのケーシング9aと可動フレーム22の後側フレーム22d 及び外側フレーム22c との間を結合する取付ネジ29を取り外すことにより、可動フレーム22から容易に取り外すことができるようになっており、クリーニングブレード9bにより中間転写ベルト１の表面から回収され、パトル9c及びオーガー9dを介して図示外のトナー回収箱内に送り込まれた回収トナーが所定量に達したときに、このベルトクリーニングユニット９を交換できるようになっている。
なお、ベルトクリーニングユニット９において、トナー回収箱を着脱可能に取り付けておき、このトナー回収箱のみを取り外して回収トナーを廃棄できるようにしてもよい。
【００３２】
更に、この実施例１では、図９及び図１０に示すように、上記ステアリング・ドライブロール２はその直径が３０ｍｍであって、そのステアリング動作による上下方向の動作幅ｗが最大５ｍｍに設定されており、また、クリーニングブレード9bが中間転写ベルト１に接触する接触位置ｐが、ステアリング・ドライブロール２と中間転写ベルト１とが重なり合うベルト回転方向上流側の接触開始位置30からベルト回転方向下流側の接触終了位置31までのオーバーラップ領域内であって、上記接触開始位置30からベルト回転方向下流側へ７．９ｍｍのところに設定されている。
【００３３】
そして、クリーニングブレード9bは、ウレタンゴム系材質のものを用い、ブレード設定角度（Blade Set Angle; BSA）２２°、ブレード食い込み量１．１ｍｍに設定されている。また、ステアリング・ドライブロール２は、アルマイト処理したアルミニウムの棒材で形成され、その表面粗さがＲa １．６に形成されている。更に、中間転写ベルト１はそのヤング率が３７０ｋｇｆ／ｍｍ2 であって表面粗さがＲa ６．０に形成されている。
【００３４】
このような設定値でこの実施例１のカラー画像形成装置の試験運転を行ったところ、ステアリング・ドライブロール２によるステアリング動作時にも中間転写ベルト１にはベルト回転方向のスリップが発生せず、また、クリーニング不良も認められなかった。また、この間、クリーニングブレード9bで掻き取られた回収トナーＴは、パドル9cにより常にその一定量がクリーニングブレード9bの先端部分に供給され、このクリーニングブレード9bの先端部分と中間転写ベルト１との間に存在して良好な潤滑性能を発揮していた。
【００３５】
なお、クリーニングブレード9bが中間転写ベルト１に接触する接触位置ｐについては、上記オーバーラップ領域内であって、その接触開始位置30よりクリーニングブレード9b、ステアリング・ドライブロール２等の取付誤差を吸収できるだけ、言い換えればこのような取付誤差が発生してオーバーラップ領域が変動しても必ずこのオーバーラップ領域内に位置し得るだけベルト回転方向下流側に移行した位置から、図１１に示すように、その接触終了位置31よりベルトスリップの発生原因にならなくなるまで、言い換えれば、クリーニングブレード9bと中間転写ベルト１のグリップ力が中間転写ベルト１とステアリング・ドライブロール２のグリップ力より大きくなるまでベルト回転方向上流側に移行した位置までの安定領域内にあるのが望ましく、上記実施例１においては、この安定領域は、接触開始位置30よりベルト回転方向下流側に３ｍｍだけ移行した位置から、接触終了位置31よりベルト回転方向上流側に５ｍｍだけ移行した位置までの範囲である。
【００３６】
更に、この実施例１では、ピボット23とローラー25とを用いて転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間の間隔ｄを正確に維持して両者間の平行度を出すようにしているが、上記ローラー25に代えて、図１２に示すように、可動フレーム22のブロックメイン22a （又は転写体フレーム1aのブロックメイン1b）側に滑り性に優れた樹脂製等のスペーサー32を設けてもよい。
【００３７】
〔実施例２〕
図１３は、本発明の実施例２に係るタンデム型カラー画像形成装置を示すものであり、上記実施例１の場合とは異なり、転写工程でシート搬送ベルトを用いるものである。
【００３８】
この実施例２においては、上記実施例１と異なり、用紙（記録シート）を吸着して搬送するシート搬送ベルト（像担持体ベルト）100 と、このシート搬送ベルト100 を支持するドライブロール101 、ステアリング・テンションロール（ステアリング部材）102 、及び用紙吸着ロール103 のバックアップロール104 と、上記ドライブロール102 とバックアップロール104 との間においてシート搬送ベルト100 に対向させて配置されているイエロー用像形成ユニット105 、マゼンタ用像形成ユニット106 、シアン用像形成ユニット107 、及びブラック用像形成ユニット108 と、上記ステアリング・テンションロール102 の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット109 と、上記像形成ユニット105 〜108 の各感光体ドラム105a〜108a上に静電潜像を書き込むＲＯＳ(Raser Output Scanner)ユニット111 と、用紙（記録シート）トレイユニット112 と、定着ユニット113 とを備えている。
【００３９】
ここで、上記各像形成ユニット105 〜108 は、上記実施例１の場合と同じ構成を有し、図示外のトナー供給手段により各色に対応するトナーカートリッジ114 〜117 から各色のトナーが供給されるようになっているほか、各感光体ドラム5a〜8aに対向して一次転写用バックアップロール118 〜121 が配設されている。
【００４０】
そして、この実施例２のカラー画像形成装置においては、各像形成ユニット105 〜108 で形成された各単色トナー像は、用紙ルートＰに示すように用紙トレイユニット112 から供給され、シート搬送ベルト101 に静電気力で吸着されて搬送される用紙上に順次転写されて多色トナー像となり、次いで定着ユニット13をへて装置外部に排出される。
【００４１】
この実施例２においても、アクティブステアリング装置を構成するステアリング・テンションロール（ステアリング部材）102 とベルトクリーニングユニット109 のクリーニングブレード109bとの間に、上記実施例１と同様にステアリング・テンションロール102 の姿勢の変化に合わせてクリーニングブレード109bの姿勢を変化させる連動機構が設けられており、ステアリング・テンションロール102 のステアリング動作の際にこれらステアリング・テンションロール102 とベルトクリーニングユニット109 のクリーニングブレード109bとの間の相対的位置関係が維持されるようになっている。
この実施例２の場合においても、実施例１と同様に、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を同時に達成することができた。
【００４２】
〔実施例３〕
図１４は、本発明の実施例３に係るカラー画像形成装置を示すものであり、上記実施例１及び２の場合とは異なり、像形成工程で用いる感光体として感光体ベルトを用いるものである。
【００４３】
このカラー画像形成装置は、感光体ベルト（像担持体ベルト）201 と、この感光体ベルト201 を支持するステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）202 、帯電ロール205 のバックアップロール203 、及び一次転写用の転写ロール206 のバックアップロール204 と、上記帯電ロール205 のバックアップロール203 と転写ロール206 のバックアップロール204 との間において感光体ベルト201 に対向させて配置されているイエロー用現像ユニット205 、マゼンタ用現像ユニット206 、シアン用現像ユニット207 、及びブラック用現像ユニット208 と、上記ステアリング・ドライブロール202 の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット209 とを備えている。
【００４４】
この実施例３のカラー画像形成装置においては、帯電ロール205 で感光体ベルト201 に所定の帯電がされ、次いで露光装置210 により所定の静電潜像が書き込まれ、各現像ユニット205 〜208 で現像されて多色トナー像となり、この多色トナー像は、転写ロール206 により、図示外の用紙カセットから供給されて用紙ルートＰを移行する用紙上に転写され、図と外の定着装置を経て装置外部へ排出される。
【００４５】
この実施例３においても、アクティブステアリング装置を構成するステアリング・ドライブロール（ステアリング部材）202 とベルトクリーニングユニット209 のクリーニングブレード209bとの間に、上記実施例１と同様にステアリング・ドライブロール202 の姿勢の変化に合わせてクリーニングブレード209bの姿勢を変化させる連動機構が設けられており、ステアリング・ドライブロール202 のステアリング動作の際にこれらステアリング・ドライブロール202 とベルトクリーニングユニット209 のクリーニングブレード209bとの間の相対的位置関係が維持されるようになっている。
この実施例３の場合においても、実施例１と同様に、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を同時に達成することができた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置において、ステアリング動作を受け持つステアリング部材とベルトクリーニングを行うクリーニング部材との相対的位置関係を維持できるようにしたので、少なくともドライブロールとテンションロールとを有して像担持体ベルトを支持する複数のロールにおいて、これらロールのいずれにステアリング部材としての機能を持たせても、クリーニング性能の維持を図りながらベルトクリーニング装置を設けることができ、像担持体ベルトを支持するロールの数を減少せしめて装置高さを低くできる等、装置小型化が容易になり、また、この装置小型化の設計の適用範囲が拡がり、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型カラー画像形成装置の概略説明図である。
【図２】 図２は、図１の中間転写ベルト周辺を拡大して示す部分説明図である。
【図３】 図３は、図２において、ステアリング・ドライブロール２の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット９を示す部分拡大説明図である。
【図４】 図４は、図３のIV−IV線断面説明図である。
【図５】 図５は、図３にしめされた部分の分解・組立説明図である。
【図６】 図６は、図５において、転写体フレームのブロックメインに取り付けられたローラーを示す断面説明図である。
【図７】 図７は、図５において、可動フレームのブロックメインと転写体フレームのブロックメインとの間に取り付けられたピボットを示す断面説明図である。
【図８】 図８は、図６のVIII−VIII線断面説明図である。
【図９】 図９は、クリーニングブレードの中間転写ベルトに対する接触位置を示す説明図である。
【図１０】 図１０は、ベルトクリーニング装置において、クリーニングブレードの先端部分に回収トナーが供給される様子を示す説明図である。
【図１１】 図１１は、図９と同様の説明図である。
【図１２】 図１２は、図６のローラーに代えて取り付けられるスペーサーを示す断面説明図である。
【図１３】 図１３は、本発明の実施例２に係るタンデム型カラー画像形成装置の概略説明図である。
【図１４】 図１４は、本発明の実施例３に係るカラー画像形成装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１…中間転写ベルト（像担持体ベルト）、２…ステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）、３…テンションロール、４…二次転写用バックアップロール、５…イエロー用像形成ユニット、６…マゼンタ用像形成ユニット、７…シアン用像形成ユニット、８…ブラック用像形成ユニット、９…ベルトクリーニングユニット、9a…ケーシング、9b…クリーニングブレード（クリーニング部材）、9c…パドル、9d…オーガー、22…可動フレーム、ｐ…接触位置、30…接触開始位置、31…接触終了位置、Ｔ…回収トナー、 100…シート搬送ベルト（像担持体ベルト）、 101…ドライブロール、 102…ステアリング・テンションロール（ステアリング部材）、 105…イエロー用像形成ユニット、 106…マゼンタ用像形成ユニット、 107…シアン用像形成ユニット、 108…ブラック用像形成ユニット108 、 109…ベルトクリーニングユニット、109b…クリーニングブレード、 201…感光体ベルト（像担持体ベルト）、 202…ステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）、 205…イエロー用現像ユニット、 206…マゼンタ用現像ユニット、 207…シアン用現像ユニット、 208…ブラック用現像ユニット、 209…ベルトクリーニングユニット、209b…クリーニングブレード。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特にベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置のなかには、その転写工程でトナー像を担持する無端状の中間転写ベルトや記録シートを担持して搬送する無端状のシート搬送ベルトを用い、転写工程で用いる中間転写ベルトやシート搬送ベルトに対してはシアン系、マゼンタ系、イエロー系、及びブラック系のトナー像を形成する４つの像形成ユニットを対向させて配設し、多色カラー画像を形成する、いわゆるタンデム型カラー画像形成装置や、像形成工程で感光体として無端状の感光体ベルトを用い、この感光体ベルトにはシアン系、マゼンタ系、イエロー系、及びブラック系の４つの現像ユニットを対向させて配設し、感光体ベルトに形成した潜像に各現像ユニットからトナーを供給してトナー像形成するカラー画像形成装置がある。
【０００３】
このような画像形成装置で用いられている無端状の中間転写ベルト、シート搬送ベルト、及び感光体ベルト（以下、これらを「像担持体ベルト」と総称する）は、少なくとも像担持体ベルトを駆動するドライブ機能を備えたドライブロールと像担持体ベルトにテンションを付与する張力付与機能を備えたテンションロールを含む複数のロールで支持し、テンションロールで像担持体ベルトにテンションを付与しながらドライブロールで像担持体ベルトに回転駆動を与えている。
【０００４】
しかしながら、このような像担持体ベルトは、これを支持する複数のロールの取付誤差に起因して、走行中にベルト幅方向（ベルト回転方向と直行する方向）に移動する現象、すなわちベルトの蛇行現象（ベルトウォーク）が不可避的に発生する。
【０００５】
そして、例えば、画像形成装置が転写工程で中間転写ベルトを用いるタンデム型カラー画像形成装置においては、各像形成ユニットから各単色のトナー像を中間転写ベルト上に転写し、この中間転写ベルト上でこれら各単色のトナー像を重ね合わせることが行われているが、このようなタンデム型カラー画像形成装置において中間転写ベルトに蛇行現象が発生すると、各単色のトナー像の相対的な位置関係にずれが発生し、色ずれや色むら等の画像不良が発生し、高品質のカラー画像を得ることができない。
【０００６】
そこで、従来においては、このような問題を解決するために、像担持体ベルトを支持する複数のロールの１つとして傾き動作が可能なロール（以下、「ステアリングロール」という）を採用し、像担持体ベルトに蛇行現象が発生した時にその像担持体ベルトの蛇行をセンサーで検出し、その検出結果に基づいてステアリングロールの傾きを制御し、蛇行現象を適切に修正するためのアクティブステアリング装置が提案されている（例えば、特公昭 63-64,792号、特開平 3-288,167号、特開平6-56,296号、特開平6-64,772号、特開平 8-123,120号、特開平 9-222,827号等の各公報）。
【０００７】
また、このような画像形成装置の像担持体ベルトにおいては、トナー像の１００％転写効率を達成することは極めて困難であり、転写工程でトナーの一部が像担持体ベルト上に残留したり、あるいは、シート搬送ベルトである場合には感光体側の残留トナーが移行し、この残留トナーが種々の画像不良の原因になるのでベルトクリーニング装置の使用が不可欠になる。しかしながら、このベルトクリーニング装置においては、クリーニングの対象が可撓性を有するベルトであるため、クリーニング性やクリーニングブレードのビビリ等が問題になり、従来においてもこれらの問題を解決するために種々の対策が採られている（例えば、特開昭 57-17,973号、特開平 7-271,142号等の各公報）。例えば、特開平 7-271,142号公報には、潤滑剤塗布ブラシとクリーニングブレードを有し、環境温度や湿度更には回転トルクを検知しながら潤滑剤塗布ブラシで中間転写ベルトの表面に潤滑剤を塗布し、次いでクリーニングブレードで中間転写ベルトの表面をクリーニングすることが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、像担持体ベルトを用いる画像形成装置においては、この像担持体ベルトの挙動の安定化を図りながら、クリーニング性能の向上を図ることが不可欠であり、そのための工夫を適用することが必要になるが、例えば像担持体ベルトに潤滑剤塗布ブラシとクリーニングブレードを備えたベルトクリーニング装置を敷設した場合には潤滑剤塗布ブラシやクリーニングブレードに対向させて像担持体ベルトにバックアップロールを配設する必要が生じる等、像担持体ベルトの構成が大型化する傾向にあり、装置自体を小型化するという観点からは問題である。
【０００９】
本発明は、かかる観点に基づいて創案されたものであり、その目的とするところは、ベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置において、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成できる画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支持するベルト支持部材と、前記ベルト支持部材を移動することによって前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するベルト移動制御装置と、前記像担持体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた画像形成装置であり、前記ベルト支持部材と前記ベルトクリーニング装置に設けられて前記像担持体ベルトのベルト表面をクリーニングするクリーニング部材との間には、前記ベルト支持部材の姿勢の変化に合わせてクリーニング部材の姿勢を変化させる連動機構を設け、前記連動機構により前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作の際に前記ベルト支持部材と前記クリーニング部材との間の相対的位置関係が維持されるようにし、前記ベルト移動制御装置が前記ベルト支持部材を支承して前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作を受け持つ可動フレームを有し、前記ベルトクリーニング装置がユニット化されてクリーニング部材を保持するケーシングを有し、前記連動機構が前記可動フレームに前記ケーシングを着脱可能に取り付けることにより達成されていることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明は、像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支えるためのフレームと、前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するために前記像担持体ベルトを支持しながら移動するベルト位置制御部と、前記ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記ベルト位置制御部の移動に合わせて前記ベルト位置制御部と前記クリーニング部材の相対的位置関係が維持されるように前記クリーニング部材を連動させる連動機構と、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記ベルト位置制御部からフレームの方向に向かうピボットと、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記像担持体ベルトの幅方向において前記ピボットと異なる位置に配設された間隔保持部材とを有し、前記ベルト位置制御部は、前記ピボットを軸として回動するように変位し、前記間隔保持部材によって前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間の間隔を維持し互いの平行関係を保つように前記フレームに対して変位することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明は、像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトである場合、転写工程で記録シートを担持して搬送するシート搬送ベルトである場合、像形成工程で用いる感光体ベルトである場合に適用することができ、特に像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであって、イエロー用、マゼンタ用、シアン用、及びブラック用の４つの一次転写ロールを備えたタンデム型カラー画像形成装置に用いる中間転写ベルトである場合に好適に適用することができる。
【００１２】
また、本発明において、ベルト移動制御装置を構成するベルト支持部材については、それが像担持体ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであっても、像担持体ベルトにテンションを付与する張力付与機能を備えてもよく、装置全体のレイアウトや像担持体ベルトに配設する像形成ユニットや現像ユニット、ベルトクリーニング装置、その他の部材との位置関係で決定することができる。本発明においては、ドライブ機能を持つベルト支持部材とステアリング機能を持つベルト支持部材は共にそれぞれの機能を効率的に発揮する上でベルトと支持部材が重なり合うオーバーラップ領域が大きい方が有利であり、また、オーバーラップ領域はそれをベルトと支持部材が重なり合う角度でみると合計で３６０°に限られるので、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成するという観点からは、ベルト支持部材がドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであるのが好ましい。
【００１３】
更に、本発明において、ベルトクリーニング装置を構成するクリーニング部材については、ブラシタイプのクリーニングブラシやブレードタイプのクリーニングブレードを好適に適用することができる。特にこのクリーニング部材については、リトラクト機構を持たせる必要がなく、小型化が容易なことから、像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触クリーニング部材であるのがよい。
【００１４】
特に、クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードであり、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーの一部がクリーニングブレードの先端部分に滞留して潤滑機能を行うタイプのもの、更にはベルトクリーニング装置が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードと、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーをトナー回収箱内に搬送するオーガーと、ベルト表面で掻き取られた回収トナーをオーガーに送り込むパドルとを有し、このパドルの回転で回収トナーの所定量がクリーニングブレードの先端部分に供給されるタイプのものが好適に用いられる。
【００１５】
本発明においては、ベルトクリーニング装置において優れたクリーニング性能を確保するために、ベルト支持部材とクリーニング部材との間に、ベルト支持部材の姿勢の変化に合わせてクリーニング部材の姿勢を変化させる連動機構を設け、この連動機構によりベルト支持部材のベルト移動制御動作の際にベルト支持部材とクリーニング部材との間の相対的位置関係が維持されるようにすることが必要である。
【００１６】
このベルト支持部材とクリーニング部材との間に設ける連動機構については、両者の相対的位置関係を維持できる手段であれば特に制限はなく、例えばベルト支持部材のベルト移動制御動作を受け持つ可動フレームにクリーニング部材を直接取り付ける、ハウジングを用いてユニット化したベルトクリーニング装置をベルト支持部材の可動フレームに着脱可能に取り付ける、ベルト支持部材の可動フレームとクリーニング部材の可動フレームとをリンク機構等で連結する、等の手段が挙げられる。
【００１７】
ここで、ベルト支持部材とクリーニング部材との相対的位置関係については、ベルトクリーニング装置のクリーニングモードの際における像担持体ベルトとクリーニング部材との接触位置が、像担持体ベルトとベルト支持部材とが重なり合うベルト回転方向上流側の接触開始位置からベルト回転方向下流側の接触終了位置までのオーバーラップ領域内にあるのがよく、これによって、ベルト支持部材がそのベルト移動制御動作を行っても、クリーニング部材は像担持体ベルトのクリーニングを確実に実施できる。また、より好ましくは、この接触位置が、オーバーラップ領域内であって、その接触開始位置から取付誤差による揺れがなくなるベルト回転方向下流側位置から、その接触終了位置からベルトスリップの発生原因にならなくなるベルト回転方向上流側位置までの安定領域内にあるのがよく、これによって、ベルト支持部材としてステアリング・ドライブロールを用いた場合にも、優れたベルト移動制御性、ベルト駆動性、クリーニング性を発揮せしめることができる。ここで、上記安定領域は、ベルト支持部材のオーバーラップ領域の大きさやこのベルト支持部材の表面粗さ、像担持体ベルトの表面とクリーニング部材との間の摩擦抵抗等を考慮し、実験的に容易に求めることができる。
【００１８】
本発明において、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成する上で、好ましい構成としては、以下のものを挙げることができる。すなわち、（１）像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであり、ベルト支持部材がこの中間転写ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであり、クリーニング部材が中間転写ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードである構成、（２）像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトであり、ベルト支持部材がこの中間転写ベルトを駆動するドライブ機能を備えたステアリング・ドライブロールであり、クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードであり、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーの一部がクリーニングブレードの先端部分に滞留して潤滑機能を行う構成、（３）ベルトクリーニング装置が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードと、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーをトナー回収箱内に搬送するオーガーと、ベルト表面で掻き取られた回収トナーをオーガーに送り込むパドルとを有し、このパドルの回転で回収トナーの所定量がクリーニングブレードの先端部分に供給される構成等が挙げられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００２０】
〔実施例１〕
図１及び図２に、本発明の実施例に係る中間転写ベルトを用いたタンデム型カラー画像形成装置が示されている。
このカラー画像形成装置は、中間転写ベルト（像担持体ベルト）１と、この中間転写ベルト１を支持するステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）２、テンションロール３、及び二次転写用バックアップロール４と、上記ステアリング・ドライブロール２とテンションロール３との間において中間転写ベルト１に対向させて配置されているイエロー用像形成ユニット５、マゼンタ用像形成ユニット６、シアン用像形成ユニット７、及びブラック用像形成ユニット８と、上記ステアリング・ドライブロール２の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット９と、上記二次転写用バックアップロール４に対向して配置された二次転写ロール10a を有する二次転写装置10と、上記像形成ユニット５〜８の各感光体ドラム5a〜8a上に静電潜像を書き込むＲＯＳ(Raser Output Scanner)ユニット11と、用紙（記録シート）トレイユニット12と、定着ユニット13とを備えている。
【００２１】
ここで、上記各像形成ユニット５〜８は、各感光体ドラム5a〜8aに隣接して各色に対応する現像装置5b〜8bを有し、また、これら各現像装置5b〜8bには図示外のトナー供給手段により各色に対応するトナーカートリッジ14〜17から各色のトナーが供給されるようになっている。なお、図中符号18〜21はそれぞれ各像形成ユニット５〜８の各感光体ドラム5a〜8aに対向して配置された一次転写用バックアップロールである。
【００２２】
そして、この実施例１のカラー画像形成装置において、各像形成ユニット５〜８で形成された各単色トナー像は中間転写ベルト１上で重ね合わされて多色トナー像となり、この多色トナー像は二次転写装置10へと移行し、この二次転写装置10において、用紙ルートＰに示すように用紙トレイユニット12から供給された用紙上に二次転写され、次いで定着ユニット13をへて装置外部に排出される。
【００２３】
この実施例１において用いられているベルトクリーニングユニット９は、図３及び図４に示されているように、ブレードタイプのベルトクリーニング装置であって、そのケーシング9a内にはクリーニングブレード（クリーニング部材）9b、パドル9c、及びオーガー9dを備えており、また、このケーシング9aはアッパーシール9eでシールされている。
【００２４】
そして、この実施例１においては、図３〜図５に示されているように、中間転写ベルト１の転写体フレーム1aを形成するブロックメイン1bには、ステアリング・ドライブロール２を回転可能に支持する可動フレーム22が配設されており、この可動フレーム22にベルトクリーニングユニット９のケーシング9aが着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
上記可動フレーム22は、上記転写体フレーム1a側のブロックメイン1bに相対向して位置するブロックメイン22a と、このブロックメイン22a の両端に取り付けられ内側フレーム22b 及び外側フレーム22c とを有し、ステアリング・ドライブロール２が上記可動フレーム22の内側フレーム22b と外側フレーム22c との間に回転可能に軸支されている。
【００２６】
上記中間転写ベルト１の転写体フレーム1aを形成するブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間は、中間転写ベルト１のベルト幅方向内側寄り（図３の上方側）において、ピボット23が可動フレーム22のブロックメイン22a に固着され、このピボット23の先端側が転写体フレーム1aのブロックメイン1b側に形成された貫通孔24内に回転可能に嵌合しており、可動フレーム22の外側が上記ピボット23を回転軸として上下方向に変位できるようになっているほか、中間転写ベルト１のベルト幅方向外側寄り（図３の下方側）において、図３、図５、及び図６に示されているように、転写体フレーム1aのブロックメイン1b側にローラー25が取り付けられており、上記ピボット23とローラー25とにより転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a とが正確に所定の間隔ｄを維持して互いに平行に配置されている。
【００２７】
また、上記可動フレーム22を構成する外側フレーム22c の下方には、ステアリングカム26が配設され、また、このステアリングカム26の上部に上記可動フレーム22の外側フレーム22c が載置されており、そして、このステアリングカム26は、中間転写ベルト１の蛇行現象を検知する図示外のセンサーからの信号で制御されるステアリングモーター27により駆動される。
【００２８】
従って、この実施例１においては、中間転写ベルト１に蛇行現象が発生すると、この中間転写ベルト１の蛇行を検知したセンサーからの信号でステアリングモーター27が所定の方向に所定量だけ回転し、上記可動フレーム22はピボット23を回転軸としてその外側フレーム22c 側が上下に変位し、これに伴ってこの可動フレーム22に取り付けられたステアリング・ドライブロール２はそのステアリング動作のために姿勢を変化させるが、可動フレーム22に取り付けられたベルトクリーニングユニット９のクリーニングブレード9bもステアリング・ドライブロール２のステアリング動作による姿勢の変化に合わせてその姿勢を変化させ、ステアリング・ドライブロール２とクリーニングブレード9bとの間の相対的位置関係は維持される。
【００２９】
この実施例１においては、図５に示すように、転写体フレーム1aの外側と可動フレーム22の外側フレーム22c との間に、転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間を互いに接近させる方向に付勢し、また、可動フレーム22の外側フレーム22c をステアリングカム26に接近させる方向に付勢する引張スプリング28が設けられており、これによって転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間の平行度が損なわれることなく、また、ステアリングカム26の動きが遊びなく正確に可動フレーム22側に伝わるようになっている。
【００３０】
また、この実施例１においては、図３及び図５に示されているように、ベルトクリーニングユニット９と可動フレーム22との間は、ベルトクリーニングユニット９側に設けられたピン9fと可動フレーム22の内側フレーム22b に設けられたピン穴22e により位置決めされており、また、可動フレーム22のブロックメイン22a と内側フレーム22b 及び外側フレーム22c との間、内側フレーム22b 及び外側フレーム22c と後側フレーム22d との間、及びベルトクリーニングユニット９のケーシング9aと可動フレーム22の外側フレーム22c との間は取付ネジ29により固定されている。
【００３１】
従って、ベルトクリーニングユニット９は、図５に示すように、そのケーシング9aと可動フレーム22の後側フレーム22d 及び外側フレーム22c との間を結合する取付ネジ29を取り外すことにより、可動フレーム22から容易に取り外すことができるようになっており、クリーニングブレード9bにより中間転写ベルト１の表面から回収され、パトル9c及びオーガー9dを介して図示外のトナー回収箱内に送り込まれた回収トナーが所定量に達したときに、このベルトクリーニングユニット９を交換できるようになっている。
なお、ベルトクリーニングユニット９において、トナー回収箱を着脱可能に取り付けておき、このトナー回収箱のみを取り外して回収トナーを廃棄できるようにしてもよい。
【００３２】
更に、この実施例１では、図９及び図１０に示すように、上記ステアリング・ドライブロール２はその直径が３０ｍｍであって、そのステアリング動作による上下方向の動作幅ｗが最大５ｍｍに設定されており、また、クリーニングブレード9bが中間転写ベルト１に接触する接触位置ｐが、ステアリング・ドライブロール２と中間転写ベルト１とが重なり合うベルト回転方向上流側の接触開始位置30からベルト回転方向下流側の接触終了位置31までのオーバーラップ領域内であって、上記接触開始位置30からベルト回転方向下流側へ７．９ｍｍのところに設定されている。
【００３３】
そして、クリーニングブレード9bは、ウレタンゴム系材質のものを用い、ブレード設定角度（Blade Set Angle; BSA）２２°、ブレード食い込み量１．１ｍｍに設定されている。また、ステアリング・ドライブロール２は、アルマイト処理したアルミニウムの棒材で形成され、その表面粗さがＲa １．６に形成されている。更に、中間転写ベルト１はそのヤング率が３７０ｋｇｆ／ｍｍ2 であって表面粗さがＲa ６．０に形成されている。
【００３４】
このような設定値でこの実施例１のカラー画像形成装置の試験運転を行ったところ、ステアリング・ドライブロール２によるステアリング動作時にも中間転写ベルト１にはベルト回転方向のスリップが発生せず、また、クリーニング不良も認められなかった。また、この間、クリーニングブレード9bで掻き取られた回収トナーＴは、パドル9cにより常にその一定量がクリーニングブレード9bの先端部分に供給され、このクリーニングブレード9bの先端部分と中間転写ベルト１との間に存在して良好な潤滑性能を発揮していた。
【００３５】
なお、クリーニングブレード9bが中間転写ベルト１に接触する接触位置ｐについては、上記オーバーラップ領域内であって、その接触開始位置30よりクリーニングブレード9b、ステアリング・ドライブロール２等の取付誤差を吸収できるだけ、言い換えればこのような取付誤差が発生してオーバーラップ領域が変動しても必ずこのオーバーラップ領域内に位置し得るだけベルト回転方向下流側に移行した位置から、図１１に示すように、その接触終了位置31よりベルトスリップの発生原因にならなくなるまで、言い換えれば、クリーニングブレード9bと中間転写ベルト１のグリップ力が中間転写ベルト１とステアリング・ドライブロール２のグリップ力より大きくなるまでベルト回転方向上流側に移行した位置までの安定領域内にあるのが望ましく、上記実施例１においては、この安定領域は、接触開始位置30よりベルト回転方向下流側に３ｍｍだけ移行した位置から、接触終了位置31よりベルト回転方向上流側に５ｍｍだけ移行した位置までの範囲である。
【００３６】
更に、この実施例１では、ピボット23とローラー25とを用いて転写体フレーム1aのブロックメイン1bと可動フレーム22のブロックメイン22a との間の間隔ｄを正確に維持して両者間の平行度を出すようにしているが、上記ローラー25に代えて、図１２に示すように、可動フレーム22のブロックメイン22a （又は転写体フレーム1aのブロックメイン1b）側に滑り性に優れた樹脂製等のスペーサー32を設けてもよい。
【００３７】
〔実施例２〕
図１３は、本発明の実施例２に係るタンデム型カラー画像形成装置を示すものであり、上記実施例１の場合とは異なり、転写工程でシート搬送ベルトを用いるものである。
【００３８】
この実施例２においては、上記実施例１と異なり、用紙（記録シート）を吸着して搬送するシート搬送ベルト（像担持体ベルト）100 と、このシート搬送ベルト100 を支持するドライブロール101 、ステアリング・テンションロール（ステアリング部材）102 、及び用紙吸着ロール103 のバックアップロール104 と、上記ドライブロール102 とバックアップロール104 との間においてシート搬送ベルト100 に対向させて配置されているイエロー用像形成ユニット105 、マゼンタ用像形成ユニット106 、シアン用像形成ユニット107 、及びブラック用像形成ユニット108 と、上記ステアリング・テンションロール102 の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット109 と、上記像形成ユニット105 〜108 の各感光体ドラム105a〜108a上に静電潜像を書き込むＲＯＳ(Raser Output Scanner)ユニット111 と、用紙（記録シート）トレイユニット112 と、定着ユニット113 とを備えている。
【００３９】
ここで、上記各像形成ユニット105 〜108 は、上記実施例１の場合と同じ構成を有し、図示外のトナー供給手段により各色に対応するトナーカートリッジ114 〜117 から各色のトナーが供給されるようになっているほか、各感光体ドラム5a〜8aに対向して一次転写用バックアップロール118 〜121 が配設されている。
【００４０】
そして、この実施例２のカラー画像形成装置においては、各像形成ユニット105 〜108 で形成された各単色トナー像は、用紙ルートＰに示すように用紙トレイユニット112 から供給され、シート搬送ベルト101 に静電気力で吸着されて搬送される用紙上に順次転写されて多色トナー像となり、次いで定着ユニット13をへて装置外部に排出される。
【００４１】
この実施例２においても、アクティブステアリング装置を構成するステアリング・テンションロール（ステアリング部材）102 とベルトクリーニングユニット109 のクリーニングブレード109bとの間に、上記実施例１と同様にステアリング・テンションロール102 の姿勢の変化に合わせてクリーニングブレード109bの姿勢を変化させる連動機構が設けられており、ステアリング・テンションロール102 のステアリング動作の際にこれらステアリング・テンションロール102 とベルトクリーニングユニット109 のクリーニングブレード109bとの間の相対的位置関係が維持されるようになっている。
この実施例２の場合においても、実施例１と同様に、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を同時に達成することができた。
【００４２】
〔実施例３〕
図１４は、本発明の実施例３に係るカラー画像形成装置を示すものであり、上記実施例１及び２の場合とは異なり、像形成工程で用いる感光体として感光体ベルトを用いるものである。
【００４３】
このカラー画像形成装置は、感光体ベルト（像担持体ベルト）201 と、この感光体ベルト201 を支持するステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）202 、帯電ロール205 のバックアップロール203 、及び一次転写用の転写ロール206 のバックアップロール204 と、上記帯電ロール205 のバックアップロール203 と転写ロール206 のバックアップロール204 との間において感光体ベルト201 に対向させて配置されているイエロー用現像ユニット205 、マゼンタ用現像ユニット206 、シアン用現像ユニット207 、及びブラック用現像ユニット208 と、上記ステアリング・ドライブロール202 の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット209 とを備えている。
【００４４】
この実施例３のカラー画像形成装置においては、帯電ロール205 で感光体ベルト201 に所定の帯電がされ、次いで露光装置210 により所定の静電潜像が書き込まれ、各現像ユニット205 〜208 で現像されて多色トナー像となり、この多色トナー像は、転写ロール206 により、図示外の用紙カセットから供給されて用紙ルートＰを移行する用紙上に転写され、図と外の定着装置を経て装置外部へ排出される。
【００４５】
この実施例３においても、アクティブステアリング装置を構成するステアリング・ドライブロール（ステアリング部材）202 とベルトクリーニングユニット209 のクリーニングブレード209bとの間に、上記実施例１と同様にステアリング・ドライブロール202 の姿勢の変化に合わせてクリーニングブレード209bの姿勢を変化させる連動機構が設けられており、ステアリング・ドライブロール202 のステアリング動作の際にこれらステアリング・ドライブロール202 とベルトクリーニングユニット209 のクリーニングブレード209bとの間の相対的位置関係が維持されるようになっている。
この実施例３の場合においても、実施例１と同様に、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を同時に達成することができた。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトのベルト幅方向の移動を制御するアクティブステアリング装置とベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた像担持体ベルトを搭載する画像形成装置において、ステアリング動作を受け持つステアリング部材とベルトクリーニングを行うクリーニング部材との相対的位置関係を維持できるようにしたので、少なくともドライブロールとテンションロールとを有して像担持体ベルトを支持する複数のロールにおいて、これらロールのいずれにステアリング部材としての機能を持たせても、クリーニング性能の維持を図りながらベルトクリーニング装置を設けることができ、像担持体ベルトを支持するロールの数を減少せしめて装置高さを低くできる等、装置小型化が容易になり、また、この装置小型化の設計の適用範囲が拡がり、ベルト挙動の安定化とクリーニング性能の向上を図りながら装置の小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施例１に係るタンデム型カラー画像形成装置の概略説明図である。
【図２】 図２は、図１の中間転写ベルト周辺を拡大して示す部分説明図である。
【図３】 図３は、図２において、ステアリング・ドライブロール２の近傍に配設されたベルトクリーニングユニット９を示す部分拡大説明図である。
【図４】 図４は、図３のIV−IV線断面説明図である。
【図５】 図５は、図３にしめされた部分の分解・組立説明図である。
【図６】 図６は、図５において、転写体フレームのブロックメインに取り付けられたローラーを示す断面説明図である。
【図７】 図７は、図５において、可動フレームのブロックメインと転写体フレームのブロックメインとの間に取り付けられたピボットを示す断面説明図である。
【図８】 図８は、図６のVIII−VIII線断面説明図である。
【図９】 図９は、クリーニングブレードの中間転写ベルトに対する接触位置を示す説明図である。
【図１０】 図１０は、ベルトクリーニング装置において、クリーニングブレードの先端部分に回収トナーが供給される様子を示す説明図である。
【図１１】 図１１は、図９と同様の説明図である。
【図１２】 図１２は、図６のローラーに代えて取り付けられるスペーサーを示す断面説明図である。
【図１３】 図１３は、本発明の実施例２に係るタンデム型カラー画像形成装置の概略説明図である。
【図１４】 図１４は、本発明の実施例３に係るカラー画像形成装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１…中間転写ベルト（像担持体ベルト）、２…ステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）、３…テンションロール、４…二次転写用バックアップロール、５…イエロー用像形成ユニット、６…マゼンタ用像形成ユニット、７…シアン用像形成ユニット、８…ブラック用像形成ユニット、９…ベルトクリーニングユニット、9a…ケーシング、9b…クリーニングブレード（クリーニング部材）、9c…パドル、9d…オーガー、22…可動フレーム、ｐ…接触位置、30…接触開始位置、31…接触終了位置、Ｔ…回収トナー、 100…シート搬送ベルト（像担持体ベルト）、 101…ドライブロール、 102…ステアリング・テンションロール（ステアリング部材）、 105…イエロー用像形成ユニット、 106…マゼンタ用像形成ユニット、 107…シアン用像形成ユニット、 108…ブラック用像形成ユニット108 、 109…ベルトクリーニングユニット、109b…クリーニングブレード、 201…感光体ベルト（像担持体ベルト）、 202…ステアリング・ドライブロール（アクティブステアリング装置のステアリング部材）、 205…イエロー用現像ユニット、 206…マゼンタ用現像ユニット、 207…シアン用現像ユニット、 208…ブラック用現像ユニット、 209…ベルトクリーニングユニット、209b…クリーニングブレード。
Claims (13)
- 像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支持するベルト支持部材と、前記ベルト支持部材を移動することによって前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するベルト移動制御装置と、前記像担持体ベルト表面をクリーニングするベルトクリーニング装置とを備えた画像形成装置であり、前記ベルト支持部材と前記ベルトクリーニング装置に設けられて前記像担持体ベルトのベルト表面をクリーニングするクリーニング部材との間には、前記ベルト支持部材の姿勢の変化に合わせてクリーニング部材の姿勢を変化させる連動機構を設け、前記連動機構により前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作の際に前記ベルト支持部材と前記クリーニング部材との間の相対的位置関係が維持されるようにし、前記ベルト移動制御装置が前記ベルト支持部材を支承して前記ベルト支持部材のベルト移動制御動作を受け持つ可動フレームを有し、前記ベルトクリーニング装置がユニット化されてクリーニング部材を保持するケーシングを有し、前記連動機構が前記可動フレームに前記ケーシングを着脱可能に取り付けることにより達成されていることを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体ベルトと、前記像担持体ベルトを支えるためのフレームと、前記像担持体ベルトのベルト幅方向の移動を制御するために前記像担持体ベルトを支持しながら移動するベルト位置制御部と、前記ベルト表面をクリーニングするクリーニング部材と、前記ベルト位置制御部の移動に合わせて前記ベルト位置制御部と前記クリーニング部材の相対的位置関係が維持されるように前記クリーニング部材を連動させる連動機構と、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記ベルト位置制御部からフレームの方向に向かうピボットと、前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間に位置し前記像担持体ベルトの幅方向において前記ピボットと異なる位置に配設された間隔保持部材とを有し、前記ベルト位置制御部は、前記ピボットを軸として回動するように変位し、前記間隔保持部材によって前記ベルト位置制御部と前記フレームとの間の間隔を維持し互いの平行関係を保つように前記フレームに対して変位することを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体ベルトが転写工程でトナー像を担持する中間転写ベルトである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- 中間転写ベルトがイエロー用、マゼンタ用、シアン用、及びブラック用の４つの一次転写ロールを備えたタンデム型カラー画像形成装置に用いる中間転写ベルトである請求項３に記載の画像形成装置。
- 像担持体ベルトが転写工程で記録シートを担持して搬送するシート搬送ベルトである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- 像担持体ベルトが感光体ベルトである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- ベルト支持部材が像担持体ベルトにテンションを付与する張力付与機能を備えた請求項１に記載の画像形成装置。
- クリーニング部材がブラシタイプのクリーニングブラシである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- クリーニング部材がブレードタイプのクリーニングブレードである請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触クリーニング部材である請求項８又は９に記載の画像形成装置。
- クリーニング部材が像担持体ベルトの表面に常時接触する常時接触型のクリーニングブレードであり、像担持体ベルトの表面から掻き取られた回収トナーの一部がクリーニングブレードの先端部分に滞留して潤滑機能を行う請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- ベルトクリーニング装置のクリーニングモードの際における像担持体ベルトとクリーニング部材との接触位置が、像担持体ベルトとベルト支持部材とが重なり合うベルト回転方向上流側の接触開始位置からベルト回転方向下流側の接触終了位置までのオーバーラップ領域内にある請求項１又は２に記載の画像形成装置。
- ベルトクリーニング装置のクリーニングモードの際における像担持体ベルトとクリーニング部材との接触位置が、オーバーラップ領域内であって、その接触開始位置より取付誤差吸収可能なだけベルト回転方向下流側に移行した位置から、その接触終了位置よりベルトスリップの発生原因にならなくなるまでベルト回転方向上流側に移行した位置までの安定領域内にある請求項１２に記載の画像形成装置。
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