JP6711672B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置に関するものである。
電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置では、トナー像を担持する像担持体などとして、無端状のベルトが用いられる。例えば、中間転写方式の画像形成装置では、複数の感光体からトナー像が転写される無端状のベルトで構成された中間転写ベルトが用いられる。また、このような画像形成装置では、中間転写ベルト上の残トナー(転写後に中間転写ベルト上に残留したトナー)やその他の不要物(ここでは、トナーで代表する。)を除去するためのベルトクリーニング装置が設けられる。ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト上からトナーを除去するクリーニング部材、及び除去されたトナーを収容するクリーニング容器などを備えている。また、クリーニング容器には、クリーニング容器からトナーを排出して収容装置(回収トナーボックス)へと送るための排出口が設けられている。
ここで、ベルトクリーニング装置は、複数の張架ローラに張架された無端状のベルトと共にベルトユニットとして一体的に装置本体に着脱可能とされたり、ベルトクリーニング装置の単体で装置本体に着脱可能とされたりする。
ベルトクリーニング装置をベルトユニットとして一体的に又は単体で装置本体から取り出す際に、クリーニング容器の排出口が開放されたままであると、クリーニング容器からトナーが飛散することがある。これを抑制するために、クリーニング容器の排出口を遮蔽するシャッター部材が設けられることがある。そして、シャッター部材が閉じられていない場合には、ストッパ部分が作用してベルトクリーニング装置を装置本体から取り出せないようにした構成が提案されている(特許文献1)。
しかしながら、上記従来の構成では、ベルトクリーニング装置の装置本体に対する挿入動作後や取り出し動作前に、作業者がシャッター部材の開閉作業を行う必要があり、作業が煩雑となる。
この開閉作業を不要とするために、シャッター部材をベルトクリーニング装置の着脱動作に連動して開閉可能とすることが考えられる。例えば、ベルトクリーニング装置が装置本体の外にある場合にはバネなどでシャッター部材が遮蔽方向に付勢され、ベルトクリーニング装置が装置本体に挿入されるとシャッター部材が開放方向に力を受けて開放状態に保たれるように構成することが考えられる。
しかし、このような構成とした場合、次のような問題があることがわかった。つまり、ベルトクリーニング装置が装置本体に挿入されることでシャッター部材が開放方向に移動させられた後、シャッター部材を遮蔽方向に付勢する付勢力が常に掛かり続けることになる。そのため、この付勢力が中間転写ベルトの走行に影響を与えることがある。例えば、ベルトクリーニング装置を支持する張架ローラやフレームの位置精度(平行性など)に影響を与えてしまう可能性がある。特に、ベルトクリーニング装置が、中間転写ベルトのテンション(張力)を調整するテンションローラに中間転写ベルトを介して当接するクリーニング部材を有する場合には、上述の付勢力を受けて、テンションローラの位置が変わってしまうことがある。その結果、中間転写ベルトのテンションに影響を与えてしまい、所定のテンションがかからずに、中間転写ベルトの安定走行に影響を与えてしまうことがある。さらに、テンションローラが、摩擦力のバランスなどによりベルト寄りを自動的に制御するステアリングローラを兼ねる構成では、上述の付勢力がステアリング動作への大きな負荷となり、ステアリング動作不良を招くことがある。
これに対し、本発明者らの鋭意検討によれば、ベルトクリーニング装置が単独の状態でもシャッター部材を開位置と閉位置とのいずれにも保持可能として、ベルトクリーニング装置の挿抜動作に連動してシャッター部材を開閉することが有効である。しかし、このような構成とすると、何らかの理由でベルトクリーニング装置を装置本体に挿入する際に既にシャッター部材が開位置にあった場合、ベルトクリーニング装置を正常な装着完了位置まで挿入できなくなることがある。また、ベルトクリーニング装置を装置本体に挿入していく間に排出口からトナーが落下して装置本体内を汚してしまうことがある。
したがって、本発明の目的は、シャッター部材を付勢する付勢力がベルトの走行に影響を与えることを抑制すると共に、シャッター部材が開位置にある状態で挿入動作が行われた場合の不具合を抑制することのできる画像形成装置を提供することである。
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、複数の張架ローラに張架された無端状のベルトと、前記ベルトからトナーを除去するベルトクリーニング装置と、前記ベルトクリーニング装置を備えたユニットが挿抜される装着部と、を有し、前記ユニットが前記装着部に対し挿抜されることで装置本体に着脱可能な画像形成装置において、前記ベルトクリーニング装置は、前記ベルトから除去されたトナーを収容する容器であって、前記容器の内部のトナーを前記容器の外部へと排出する排出口を備えた容器と、前記排出口を開放する開位置と前記排出口を遮蔽する閉位置との間を動作して前記排出口を開閉するシャッター部材と、前記シャッター部材を前記開位置と前記閉位置とのいずれにも保持可能な保持手段と、を有し、前記装着部は、前記ユニットの前記装着部に対する挿入動作に連動して前記シャッター部材に接触し前記シャッター部材を前記閉位置から前記開位置に移動させる開作用部と、前記ユニットの前記装着部からの抜き出し動作に連動して前記シャッター部材と接触し前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させる閉作用部と、前記シャッター部材が前記開位置にある状態で前記ユニットが前記装着部に対し挿入された場合に、その挿入動作に連動して、前記ユニットの前記装着部に対する挿入方向において前記開作用部及び前記閉作用部より上流側で前記シャッター部材に接触し前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させるシャッター閉じ部と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、シャッター部材を付勢する付勢力がベルトの走行に影響を与えることを抑制すると共に、シャッター部材が開位置にある状態で挿入動作が行われた場合の不具合を抑制することができる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
[実施例1]
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例に係る画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンターである。
1.画像形成装置の全体的な構成及び動作
図1は、本実施例に係る画像形成装置100の概略断面図である。本実施例の画像形成装置100は、電子写真方式を用いてフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザービームプリンターである。
画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成する第1、第2、第3、第4の画像形成部SY、SM、SC、SKを有する。これら4個の画像形成部SY、SM、SC、SKにおいて同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のY、M、C、Kを省略して総括的に説明することがある。本実施例では、画像形成部Sは、後述する感光ドラム101、帯電ローラ102、露光装置103、現像装置104、一次転写ローラ5、ドラムクリーニング装置106などで構成される。
第1の像担持体としてのドラム型(円筒形)の感光体(電子写真感光体)である感光ドラム101は、図中の矢印R1方向(時計回り)に回転駆動される。回転する感光ドラム101の表面は、帯電手段としてのローラ状の帯電部材である帯電ローラ102によって、所定の極性(本実施例では負極性)の所定の電位に一様に帯電される。帯電された感光ドラム101の表面は、画像情報に応じて露光手段としての露光装置(レーザースキャナー装置)103によって走査露光され、感光ドラム101上に静電潜像(静電像)が形成される。本実施例では、露光装置103は、各画像形成部Sの各感光ドラム101を露光する1つのユニットとして構成されている。感光ドラム101上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置104によって現像剤としてのトナーを用いて現像(可視化)され、感光ドラム101上にトナー像が形成される。本実施例では、一様に帯電処理された後に露光されて電位の絶対値が低下した感光ドラム101上の露光部に、感光ドラム101の帯電極性と同極性(本実施例では負極性)に帯電したトナーが付着する(反転現像)。
各画像形成部Sの各感光ドラム101と対向するように、画像形成装置100の装置本体110に着脱可能なユニットとしての中間転写ベルトユニット(以下、「ベルトユニット」ともいう。)10が配置されている。ベルトユニット10は、各画像形成部Sの各感光ドラム101と対向するように、第2の像担持体としての無端状のベルトで構成された中間転写体である中間転写ベルト1を有する。中間転写ベルト1は、複数の張架ローラ(支持ローラ)としての駆動ローラ2a、従動ローラ2b及びテンションローラ2cに張架されている。中間転写ベルト1は、駆動ローラ2aが回転駆動されることによって、図中の矢印R2方向(反時計回り)に回転(周回移動)する。中間転写ベルト1の内周面側には、各感光ドラム101に対応して、一次転写手段としてのローラ状の一次転写部材である一次転写ローラ5が配置されている。一次転写ローラ5は、中間転写ベルト1を介して感光ドラム101に向けて所定の圧力で付勢(押圧)され、中間転写ベルト1と感光ドラム101とが接触する一次転写部N1を形成する。ベルトユニット10については、後述して更に詳しく説明する。
上述のように感光ドラム101上に形成されたトナー像は、一次転写部N1において、一次転写ローラ5の作用により、回転している中間転写ベルト1上に転写(一次転写)される。一次転写工程時に、一次転写ローラ5には、現像時のトナーの帯電極性(正規の帯電極性)とは逆極性(本実施例では正極性)の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム101に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が順次重ね合わせるようにして中間転写ベルト1上に転写される。
中間転写ベルト1の外周面側において、駆動ローラ2aと対向する位置には、二次転写手段としてのローラ状の二次転写部材である二次転写ローラ107が配置されている。二次転写ローラ107は、中間転写ベルト1を介して駆動ローラ2aに向けて所定の圧力で付勢(押圧)され、中間転写ベルト1と二次転写ローラ107とが接触する二次転写部N2を形成する。
上述のように中間転写ベルト1上に形成されたトナー像は、二次転写部N2において、二次転写ローラ107の作用により、中間転写ベルト1と二次転写ローラ107とに挟持されて搬送される記録用紙などの転写材P上に転写(二次転写)される。二次転写工程時に、二次転写ローラ107には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性(本実施例では正極性)の二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。転写材Pは、給搬送装置108おいて、収納部としてのカセット108aなどから給送ローラ108bなどによって送り出された後、レジストローラ108cによって中間転写ベルト1上のトナー像とタイミングが合わされて二次転写部N2に搬送される。
トナー像が転写された転写材Pは、定着手段としての定着装置109に搬送され、定着装置109が備える定着ローラ109aと加圧ローラ109bとの間の定着ニップ部で加熱及び加圧されて、表面にトナー像が定着(溶融固着)される。その後、転写材Pは、装置本体110の外部に排出(出力)される。
一方、一次転写工程後に感光ドラム101上に残留したトナー(一次転写残トナー)は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置106によって感光ドラム101上から除去されて回収される。また、中間転写ベルト1の外周面側において、テンションローラ2cと対向する位置には、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置6が配置されている。二次転写後に中間転写ベルト1上に残留したトナー(二次転写残トナー)は、ベルトクリーニング装置6によって中間転写ベルト1上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置6に回収されたトナーは、トナー搬送路120(図6)を通って収容装置(回収トナーボックス)130(図6)へと送られる。ベルトクリーニング装置6については、後述して更に詳しく説明する。
2.ベルトユニット
次に、本実施例におけるベルトユニット10について更に説明する。なお、画像形成装置100及びその要素について、図1の紙面手前側を「正面側」とし、同図の紙面奥側を「背面側」とする。この正面側と背面側とを結ぶ奥行方向は、感光ドラム101や、中間転写ベルト1の張架ローラ2a、2b、2cの回転軸線方向(長手方向)と略平行である。また、上下方向は、重力方向(鉛直方向)における上下方向を意味するが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする位置又は要素を通る水平面の上側、下側を含むものである。
次に、本実施例におけるベルトユニット10について更に説明する。なお、画像形成装置100及びその要素について、図1の紙面手前側を「正面側」とし、同図の紙面奥側を「背面側」とする。この正面側と背面側とを結ぶ奥行方向は、感光ドラム101や、中間転写ベルト1の張架ローラ2a、2b、2cの回転軸線方向(長手方向)と略平行である。また、上下方向は、重力方向(鉛直方向)における上下方向を意味するが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする位置又は要素を通る水平面の上側、下側を含むものである。
図2は、ベルトユニット10の斜視図である。本実施例では、ベルトユニット10は、装置本体110に設けられた装着部としてのレール140(図6)に対して挿抜されることで、装置本体110に着脱可能とされている。
ベルトユニット10は、中間転写ベルト1を有する(図2では正面側の一部が切り欠かれて示されている。)。また、ベルトユニット10は、中間転写ベルト1が巻き掛けられる複数の張架ローラとして、駆動ローラ2a、従動ローラ2b及びテンションローラ2cを有する。これら駆動ローラ2a、従動ローラ2b及びテンションローラ2cは、フレーム(メインフレーム)4に取り付けられる。その他、ベルトユニット10には、各一次転写ローラ5Y、5M、5C、5K、その支持構成などが設けられている。
駆動ローラ2aは、その回転軸線方向の両端部側において、駆動ローラ軸受部材41(図2では正面側のみ示されている。)によって回転可能に支持される。この駆動ローラ軸受部材41は、フレーム4に取り付けられる。そして、駆動ローラ2aは、駆動手段(図示せず)から駆動カップリング44へ駆動が伝達されて回転する。駆動ローラ2aが回転駆動されることで、中間転写ベルト1が搬送される。なお、駆動ローラ2aの表面は、中間転写ベルト1を滑り無く搬送するために、摩擦係数の高いゴム層で形成されている。
従動ローラ2bは、その回転軸線方向の両端部側において、従動ローラ軸受部材42(図2では正面側のみ示されている。)によって回転可能に支持される。この従動ローラ軸受部材42は、フレーム4に取り付けられる。そして、従動ローラ2bは、中間転写ベルト1に従動して回転する。
テンションローラ2cは、その回転軸線方向の両端部側において、テンションローラ軸受部材43によって回転可能に支持される。このテンションローラ軸受部材43は、移動可能(スライド可能)なようにフレーム4に取り付けられる。両方のテンションローラ軸受部材43は、それぞれ付勢手段としての圧縮バネで構成されたテンションバネ(図示せず)の圧縮力により付勢される。そして、テンションローラ軸受部材43は、このテンションバネによる付勢方向に沿って、中間転写ベルト1の内周面側から外周面側に移動(スライド)させられる。これにより、テンションローラ2cは、図1中の矢印Tで示すように中間転写ベルト1の内周面側から外周面側に向けて中間転写ベルト1を付勢して、中間転写ベルト1にテンション(張力)を付与する。
なお、テンションローラ2cは、複数の張架ローラのうちテンションローラ2cを除く少なくとも一つの張架ローラに対するアライメントを変化させるように傾動して中間転写ベルト1の幅方向の位置を調整するステアリングローラを兼ねていてもよい。つまり、張架ローラの外径の精度や、各張架ローラ間の相対的なアライメントの精度などによって、中間転写ベルト1の搬送(走行)時に中間転写ベルト1が張架ローラの回転軸線方向のいずれかの端部側に寄ってしまう「ベルト寄り」が発生する。そこで、中間転写ベルト1の幅方向の位置に応じて中間転写ベルト1の幅方向の端部の内周面を摺擦する摺擦部材(図示せず)を、テンションローラ2cの回転軸線方向の両端部にそれぞれ設けることができる。そして、この摺擦部材によってステアリングローラを兼ねるテンションローラを揺動(傾動)させる力をテンションローラ2cに付与し、中間転写ベルト1を自動調芯(自動的にベルト寄りを補正)する構成とすることができる。なお、このようなステアリング機構としては、公知のものを任意に利用できるので、これ以上の説明は省略する。
3.ベルトクリーニング装置
次に、本実施例におけるベルトクリーニング装置6について更に説明する。図3は、ベルトクリーニング装置6の断面図である。
次に、本実施例におけるベルトクリーニング装置6について更に説明する。図3は、ベルトクリーニング装置6の断面図である。
ベルトクリーニング装置6は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード61を有する。クリーニングブレード61は、中間転写ベルト1の外周面にカウンタ方向に(自由端が中間転写ベルト1の搬送方向の上流側を向くように)当接されている。クリーニングブレード61は、ブレード支軸62を中心として、圧縮バネ63によって中間転写ベルト1を介してテンションローラ2cに向けて加圧されている。クリーニングブレード61の周りには、中間転写ベルト1の搬送方向においてクリーニングブレード61の上流に上流スクイシート64a、クリーニングブレード61の下流に下流スクイシート64bが配置されている。そして、クリーニングブレード61の長手方向(テンションローラ2cの回転軸線方向と略平行)の両端部に、ベルトクリーニング装置6からのトナー漏れを防止するための端部シール65が配置されている。また、ベルトクリーニング装置6は、搬送部材としての搬送スクリュー66を有する。さらに、ベルトクリーニング装置6は、クリーニングブレード61によって中間転写ベルト1から除去されたトナーを収容するクリーニング容器67を有する。上記クリーニングブレード61、ブレード支軸62、圧縮バネ63、上流及び下流スクイシート64a、64b、端部シール65、搬送スクリュー66は、クリーニング容器67に取り付けられている。
クリーニング装置6は、クリーニング容器67がテンションローラ2cの長手方向の両端部の回転軸(図示せず)に支持されることで、フレーム4に取り付けられている。そして、本実施例では、ベルトクリーニング装置6は、複数の張架ローラに張架された中間転写ベルト1と共にベルトユニット10として一体的に装置本体110に着脱可能とされている。
ベルトクリーニング装置6は、クリーニングブレード61によって、回転する中間転写ベルト1の表面からトナーを掻き取って除去し、クリーニング容器67内に回収する。クリーニング容器67内に回収されたトナーは、搬送スクリュー66によってベルトクリーニング装置6の長手方向(テンションローラ2cの回転軸線方向と略平行)に沿って正面側へと搬送され、ベルトクリーニング装置6の外部へ搬出される。
図4は、ベルトクリーニング装置6の長手方向の正面側の端部を示す斜視図である。クリーニング容器67は、その長手方向(テンションローラ2cの回転軸線方向と略平行)の正面側の端部の底部に、クリーニング容器67の内部のトナーを外部へと排出するための排出口67aを有する。詳しくは後述するように、ベルトユニット10が装置本体110内の正常な装着完了位置に装着された状態で、排出口67aは装置本体110に設けられたトナー搬送路120(図6)に接続される。搬送スクリュー66によって搬送されたトナーは、排出口67aからクリーニング容器67の外部へと排出される。そして、排出口67aから排出されたトナーは、トナー搬送路120を通って装置本体110に設けられた収容装置130(図6)へと送られる。
ベルトクリーニング装置6は、その長手方向の正面側の端部に取り付けられた、排出口67aを開閉するシャッター部材7を有する。シャッター部材7は、排出口67aを開放する開位置と、排出口67aを遮蔽する閉位置との間を動作して、排出口67aを開閉する。本実施例では、シャッター部材7は、開位置と閉位置との間を回動する。ベルトユニット10として一体的にベルトクリーニング装置6が装置本体110から抜き出されるときに、シャッター部材7によって排出口67aを閉じる(遮蔽する)ことにより、ベルトクリーニング装置6内のトナーが飛散することが抑制される。
図5(a)は、シャッター部材7の背面側から見た斜視図である。シャッター部材7は、支持穴71、遮蔽部72、開口部(開放部)73、バネ軸74などを有して構成されている。バネ軸74には、ねじりコイルバネで構成されたシャッターバネ8の一端部81が取り付けられている。このシャッターバネ8も、ベルトクリーニング装置6を構成する。
図5(b)は、シャッター部材7が閉位置にある状態を示す背面側から見た断面図である。つまり、シャッター部材7は、図5(b)に示す位置にある場合に、遮蔽部72によって排出口67aを遮蔽する。シャッター部材7は、支持穴71にクリーニング容器67に設けられたシャッター軸67b(図4参照)が差し込まれることで、クリーニング容器67によって回動可能に支持される。シャッター軸67bは、クリーニング容器67の長手方向の正面側の端部に、該長手方向と略平行に突出して設けられている。したがって、シャッター部材7は、ベルトクリーニング装置6の長手方向と略平行な回動軸線の周りを回動可能とされている。また、シャッターバネ8の他端部82は、クリーニング容器67に設けられたバネ穴67c(図2参照)に差し込まれることで、クリーニング容器67に取り付けられている。シャッター部材7の回転軸線方向に見たときの支持穴71の中心(シャッター部材7の回動中心)71aとバネ穴67cとを結んだ直線(図中点線)を直線Lsとする。この直線Lsに対してバネ軸74が図中上方に位置した状態で、シャッターバネ8の付勢力(バネ力)が作用して、シャッター部材7は図中矢印Rc方向(閉じる方向)へ常時加圧された状態で保持される。
図5(c)は、シャッター部材7が開位置にある状態を示す背面側から見た断面図である。つまり、シャッター部材7は、図5(c)に示す位置にある場合に、開口部73によって排出口67aを開放する。シャッター部材7が図5(b)に示す閉位置にある状態から図中下方へ押されると、バネ軸74が上述の直線Lsを跨ぐように移動する。そして、図5(c)に示すようにバネ軸74が直線Lsを越えると、シャッターバネ8の付勢力が作用して、シャッター部材7は図中矢印Ro方向(開く方向)へ常時加圧された状態で保持される。
このように、本実施例では、ベルトクリーニング装置6は、ベルトクリーニング装置6が単独の状態でもシャッター部材7を開位置と閉位置とのいずれにも保持可能な保持手段を有する。本実施例では、この保持手段は、付勢手段としてのシャッターバネ8を有する。シャッターバネ8は、シャッター部材7の動作方向において所定の位置よりもシャッター部材7が開位置側に移動した場合にはシャッター部材7を開位置側へ付勢する。一方、シャッターバネ8は、上記所定の位置よりもシャッター部材7が閉位置側に移動した場合にはシャッター部材7を閉位置側に付勢する。つまり、本実施例では、シャッター部材7は、トグル式のシャッター構成とされている。
このようなトグル式のシャッター構成とすることで、シャッター部材7を開くための付勢力が、ベルトクリーニング装置6の中で閉じられる。つまり、シャッター部材7を遮蔽方向にのみに付勢する構成とした場合のように、ベルトクリーニング装置6を装置本体に装着した状態でシャッター部材7を付勢する付勢力が常にテンションローラ2cやフレーム4に掛かることはない。そのため、前述した中間転写ベルト1のテンションへの影響や、テンションローラ2cがステアリングローラを兼ねる場合のステアリング動作への影響が抑制され、安定した中間転写ベルト1の走行が可能となる。
本実施例では、詳しくは後述するように、ベルトユニット10を装置本体110に挿入する際は、通常、シャッター部材7は閉位置にあり、挿入動作と連動して開位置へと移動させられる。しかし、ベルトユニット10を装置本体110に挿入する際に、何らかの理由で既にシャッター部材7が開位置にあった場合は、ベルトユニット10を装置本体110内の正常な装着完了位置まで挿入することができなくなることがある。ベルトユニット10を装着完了位置に向けて挿入していく経路の途中で、シャッター部材7を開閉するためのシャッター開閉部が障壁となることがあるからである。ベルトユニット10が正常な装着完了位置まで挿入されない場合には、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120とが正常に連結されず、ベルトクリーニング装置6に回収されたトナーが飛散することがある。また、中間転写ベルト1のテンション不良やステアリング動作不良につながることがある。
4.ベルトユニットの挿抜動作とシャッター部材の動作
次に、図6〜図9を用いて、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110に対する挿抜動作とシャッター部材7の開閉動作について説明する。
次に、図6〜図9を用いて、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110に対する挿抜動作とシャッター部材7の開閉動作について説明する。
図6は、ベルトユニット10が装置本体110内の正常な装着完了位置に挿入された状態の斜視図である。装置本体110には、正面側と背面側の両方に、装着部としてのレール140(正面側は図示せず)が設けられている。レール140には、フレーム4の両方の側部支持部材45に設けられたフレーム位置決め部45a及びフレーム位置決めボス45b(図2)を案内するガイド部(図示せず)が設けられている。また、レール140には、両方のテンションローラ軸受部材43に設けられたクリーニング位置決めボス43a(図2)を案内するガイド部(図示せず)が設けられている。ベルトユニット10は、このレール140に支持されながら、ベルトクリーニング装置6を先頭にして装着完了位置に向けて図中矢印W方向に挿入される。そして、最終的にベルトユニット10が装置本体110内の正常な装着完了位置まで挿入されるのと合わせて、シャッター部材7が開位置とされ、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120とが連結される。
図7は、ベルトユニット10の装置本体110への挿入動作時のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。
レール140は、ベルトユニット10のレール140に対する挿抜動作に連動してシャッター部材7を開閉させるシャッター開閉部141を有する。シャッター開閉部141は、挿入動作に連動してシャッター部材7に接触しシャッター部材7を閉位置から開位置に移動させると共に、抜き出し動作に連動してシャッター部材7と接触しシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる。本実施例では、シャッター開閉部141は、挿入動作に連動してシャッター部材7に接触しシャッター部材7を閉位置から開位置に移動させる開作用部141aを有する。また、本実施例では、シャッター開閉部141は、抜き出し動作に連動してシャッター部材7に接触しシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる閉作用部141bを有する。シャッター開閉部141は、レール140におけるベルトユニット10の移動経路において、中央位置よりも装着完了位置側、より具体的には装着完了位置の直前に設けられている。そして、本実施例では、シャッター部材7は、上記開作用部141aと接触する第1の接触部75aと、上記閉作用部141bと接触する第2の接触部75bと、を有する。
つまり、ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置に向けて図中矢印W方向に挿入されると、シャッター部材7の第1の接触部75aと、レール140の開作用部141aとが当接した図7(a)の状態となる。このとき、シャッター部材7が第1の接触部75aにおいて開作用部141aから受ける力は、開作用部141aに対して直交する図中矢印F1方向となる。ここで、シャッター部材7の回動中心71aと、第1の接触部75aと開作用部141aとの当接点とを結んだ直線L1を境に、図中A側に力が働くと回動中心71aまわりにシャッター部材7が開く方向のモーメントが発生する。逆に、図中B側に力が働くと閉じる方向のモーメントが発生する。本実施例では、ここで発生する力の方向F1が直線L1を境に図中A側になるように構成されているため、シャッター部材7には開く方向のモーメントM1が発生する。これにより、シャッター部材7が開位置へと移動させられて図7(b)の状態となる。この状態で、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120(図6)とが正常に連結される。ベルトユニット10が装着完了位置まで挿入されると、シャッター部材7はシャッター開閉部141に接触しない状態となるが、シャッター部材7は開位置にある状態で保持される。
図8は、ベルトユニット10の装置本体110からの抜き出し動作時のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。
ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置から図中矢印X方向に抜き出されると、シャッター部材7の第2の接触部75bと、レール140の閉作用部141bとが当接した図8(a)の状態となる。このとき、シャッター部材7が第2の接触部75bにおいて閉作用部141bから受ける力は、閉作用部141bに対して直交する図中矢印F2方向となる。ここで、シャッター部材7の回動中心71aと、第2の接触部75bと閉作用部141bとの当接点とを結んだ直線L2を境に、図中A側に力が働くと回動中心71aまわりにシャッター部材7が開く方向のモーメントが発生する。逆に、図中B側に力が働くと閉じる方向のモーメントが発生する。本実施例では、ここで発生する力の方向F2が直線L2を境に図中B側になるように構成されているため、シャッター部材7に閉じる方向のモーメントM2が発生する。これにより、シャッター部材7が閉位置へと移動させられて図8(b)の状態となる。その後、ベルトユニット10が装置本体110から完全に抜き出されても、シャッター部材7は閉位置に保持される。
図9は、何らかの理由でシャッター部材7が既に開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入される場合のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。
レール140は、シャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10がレール140に対し挿入された場合に、その挿入動作に連動してシャッター部材7を閉じるシャッター閉じ部142を有する。シャッター閉じ部142は、ベルトユニット10のレール140に対する挿入方向においてシャッター開閉部141より上流側でシャッター部材7に接触しシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる。本実施例では、シャッター閉じ部142は、レール140におけるベルトユニット10の移動経路において、中央位置よりも装着完了位置側、より具体的には開作用部141aの上流近傍に設けられている。そして、本実施例では、シャッター部材7は、上記シャッター閉じ部142と接触する第3の接触部75cを有する。
つまり、ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置に向けて図中矢印W方向に挿入されると、シャッター部材7の第3の接触部75cと、レール140のシャッター閉じ部142とが当接した図9(a)の状態となる。このとき、シャッター部材7が第3の接触部75cにおいてシャッター閉じ部142から受ける力は、シャッター閉じ部142に対して直交する図中矢印F3方向となる。ここで、シャッター部材7の回動中心71aと、第3の接触部75cとシャッター閉じ部142との当接点とを結んだ直線L3を境に、図中A側に力が働くと回動中心71aまわりにシャッター部材7が開く方向のモーメントが発生する。逆に、図中B側に力が働くと閉じる方向のモーメントが発生する。本実施例では、ここで発生する力の方向F3が直線L3を境に図中B側になるように構成されているため、シャッター部材7に閉じる方向のモーメントM2が発生する。これにより、シャッター部材7が閉位置へと移動させられて図9(b)の状態となる。このように、本実施例では、何らかの理由でシャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入された場合、シャッター閉じ部142によって一旦シャッター部材7が閉じられる。その後、ベルトユニット10が装着完了位置に向けて更に図中矢印W方向に挿入されると、図7を用いて説明した動作でシャッター部材7が通常と同様に開位置へと移動させられ、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120(図6)とが正常に連結される。
ここで、シャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入された場合に、シャッター閉じ部142が設けられていないと次のようになる。つまり、シャッター部材7に対して、本来当接すべきでないレール140の閉作用部141bが障壁となり、ベルトユニット10を正常な装着完了位置まで挿入できないことがある。そして、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120とが正常に連結されないことがある。
これに対して、本実施例では、ベルトユニット10を装着完了位置に向けて挿入していく経路の途中に、つまりベルトユニット10のレール140に対する挿入方向においてシャッター開閉部141よりも上流に、シャッター閉じ部142が設けられている。これにより、シャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入された場合でも、ベルトユニット10がシャッター開閉部141に到達する前に一旦シャッター部材7を閉じることができる。そして、その後、通常通りシャッター部材7が所定位置で開放され、ベルトユニット10を正常な装着完了位置まで挿入することができる。したがって、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120との連結を正常に行うことができる。
以上説明したように、本実施例によれば、シャッター部材7が開位置にある状態で装置本体110に挿入された場合でも、ベルトユニット10を所定の装着完了位置まで挿入することできる。したがって、その場合でも、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120とを正常に連結することができる。したがって、本実施例によれば、シャッター部材7を付勢する付勢力が中間転写ベルト1の走行に影響を与えることを抑制すると共に、シャッター部材7が開位置にある状態で挿入動作が行われた場合の不具合を抑制することができる。
[実施例2]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。したがって、本実施例において実施例1のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。したがって、本実施例において実施例1のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
実施例1では、シャッター部材7は、上方(図5(b)の矢印Rc方向)に回動して開放状態から遮蔽状態となり、下方(図5(c)の矢印Ro方向)に回動して遮蔽状態から開放状態となった。これに対し、本実施例では、シャッター部材7の回動方向と、開放状態と遮蔽状態との間での状態変化との関係が実施例1とは逆とされている。
図10は、本実施例におけるシャッター部材7の背面側から見た斜視図である。図10に示すように、本実施例では、シャッター部材7の回動方向における遮蔽部72と開口部73との位置関係が、図5(a)に示す実施例1におけるシャッター部材7とは逆となっている。したがって、本実施例では、シャッター部材7は、下方(図10の矢印Rc方向)に回動して開放状態から遮蔽状態となり、上方(図10の矢印Ro方向)に回動して遮蔽状態から開放状態となる。
図11は、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110への挿入動作時のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。本実施例においても、実施例1と同様に、レール140には開作用部141a、閉作用部141bが設けられ、シャッター部材7には第1、第2の接触部75a、75bが設けられている。ただし、本実施例では、これらの配置は上述の遮蔽部72と開口部73との位置の変更に伴って変更されている。
つまり、ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置に向けて図中矢印W方向に挿入されると、シャッター部材7の第1の接触部75aと、レール140の開作用部141aが当接した図11(a)の状態となる。そして、シャッター部材7が図中矢印F4方向の力を受けて、回動中心71aまわりにシャッター部材7が開く方向のモーメントM1が発生する。これにより、シャッター部材7が開位置へと移動させられて図11(b)の状態となる。この状態で、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120(図6)とが正常に連結される。
図12は、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110からの抜き出し動作時のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。
ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置から図中矢印X方向に抜き出されると、シャッター部材7の第2の接触部75bと、レール140の閉作用部141bとが当接した図12(a)の状態となる。そして、シャッター部材7が図中矢印F5方向の力を受けて、回動中心71aまわりにシャッター部材7が閉じる方向のモーメントM2が発生する。これにより、シャッター部材7が閉位置へと移動させられて図12(b)の状態となる。
図13は、本実施例において何らかの理由でシャッター部材7が既に開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入される場合のシャッター部材7の動作を示す正面側から見た断面図である。本実施例においても、実施例1と同様に、レール140にはシャッター閉じ部142が設けられ、シャッター部材7には第3の接触部75cが設けられている。ただし、本実施例では、これらの配置は上述の遮蔽部72と開口部73との位置の変更に伴って変更されている。
つまり、ベルトユニット10がレール140に案内されながら装着完了位置に向けて図中矢印W方向に挿入されると、シャッター部材7の第3の接触部75cと、レール140のシャッター閉じ部142とが当接した図13(a)の状態となる。そして、シャッター部材7が図中矢印F6方向の力を受けて、回動中心71aまわりにシャッター部材7が閉じる方向のモーメントM2が発生する。これにより、シャッター部材7が閉位置へと移動させられて図13(b)の状態となる。その後、ベルトユニット10が装着完了位置に向けて更に図中矢印W方向に挿入されると、図11を用いて説明した動作でシャッター部材7が通常と同様に開位置へと移動させられ、ベルトクリーニング装置6とトナー搬送路120(図6)とが正常に連結される。
このように、シャッター部材7の回動方向と、開放状態と遮蔽状態との間での状態変化との関係が実施例1とは逆とされた本実施例の構成においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
[実施例3]
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。したがって、本実施例において実施例1のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例1のものと同じである。したがって、本実施例において実施例1のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、同一符号を付して詳しい説明は省略する。
1.シャッター部材
図14は、本実施例におけるベルトクリーニング装置6の長手方向の正面側の端部を示す斜視図である。また、図15(a)は、本実施例におけるシャッター部材7の背面側から見た斜視図である。本実施例におけるシャッター部材7は、実施例1におけるシャッター部材7と概略同様の構成を有する。つまり、シャッター部材7は、支持穴71、遮蔽部71、開口部73、バネ軸74などを有して構成されている。バネ軸74には、ねじりコイルバネで構成されたシャッターバネ8の一端部81が取り付けられている。
図14は、本実施例におけるベルトクリーニング装置6の長手方向の正面側の端部を示す斜視図である。また、図15(a)は、本実施例におけるシャッター部材7の背面側から見た斜視図である。本実施例におけるシャッター部材7は、実施例1におけるシャッター部材7と概略同様の構成を有する。つまり、シャッター部材7は、支持穴71、遮蔽部71、開口部73、バネ軸74などを有して構成されている。バネ軸74には、ねじりコイルバネで構成されたシャッターバネ8の一端部81が取り付けられている。
図15(b)は、シャッター部材7が閉位置にある状態を示す背面側から見た断面図である。シャッター部材7は、支持穴71にクリーニング容器67に設けられたシャッター軸67bが差し込まれることで、クリーニング容器67によって回動可能に支持される。また、シャッターバネ8の他端部82は、クリーニング容器67に設けられたバネ穴67c(図2参照)に差し込まれることで、クリーニング容器67に取り付けられている。回動中心71aとバネ穴67cとを結んだ直線(図中点線)Lsに対してバネ軸74が図中上方に位置した状態で、シャッターバネ8の付勢力が作用して、シャッター部材7は図中矢印Rc方向(閉じる方向)へ常時加圧された状態で保持される。
図15(c)は、シャッター部材7が開位置にある状態を示す背面側から見た断面図である。シャッター部材7が図15(b)に示す閉位置にある状態から図中下方へ押されると、バネ軸74が上述の直線Lsを跨ぐように移動する。そして、図15(c)に示すようにバネ軸74が直線Lsを越えると、シャッターバネ8の付勢力が作用して、シャッター部材7は図中矢印Ro方向(開く方向)へ常時加圧された状態で保持される。
このように、本実施例におけるシャッター部材7も、実施例1と同様にトグル式のシャッター構成とされている。本実施例におけるシャッター部材7は、主に後述するシャッター部材7の開閉動作に用いられるシャッターガイド軸76が設けられている点が、実施例1におけるシャッター部材7と異なる。
2.被ガイド部及びガイド部
図16(a)は、本実施例における正面側のレール140の斜視図である。レール140は、フレーム4に設けられたフレーム位置決め部45a及びフレーム位置決めボス45bをガイドするフレームガイド溝143を有する。フレーム位置決め部45aは側部支持部材45の長手方向において中央部よりも駆動ローラ2a側に設けられており、フレーム位置決めボス45bは側部支持部材45の長手方向において中央部よりもテンションローラ2c側に設けられている。また、レール140は、テンションローラ軸受部材43に設けられたクリーニング位置決めボス43aをガイドするクリーニングガイド溝144を有する。そして、フレーム140には、フレーム位置決め部45aを位置決めする突き当て部146が設けられている。また、フレームガイド溝143には、フレーム位置決めボス45bを位置決めするフレーム位置決め部143aが設けられている。さらに、クリーニングガイド溝144には、クリーニング位置決めボス43aを位置決めするクリーニング位置決め部144aが設けられている。なお、フレームガイド溝143とクリーニングガイド溝144は、背面側のレール140(図示せず)にも設けられており、中間転写ベルト1の幅方向における実質的な中心線に対して正面側のレール140と線対称の構成とされている。このように、ベルトユニット10は、シャッター部材以外の部分に設けられた第1の被ガイド部としてのフレーム位置決め部45a、フレーム位置決めボス45b及びクリーニング位置決めボス43aを有する。そして、レール140は、ベルトユニット10をレール140に対し挿抜する際に上記第1の被ガイド部45a、45b、43aをガイドする第1のガイド部としてのフレームガイド溝143及びクリーニングガイド溝144を有する。
図16(a)は、本実施例における正面側のレール140の斜視図である。レール140は、フレーム4に設けられたフレーム位置決め部45a及びフレーム位置決めボス45bをガイドするフレームガイド溝143を有する。フレーム位置決め部45aは側部支持部材45の長手方向において中央部よりも駆動ローラ2a側に設けられており、フレーム位置決めボス45bは側部支持部材45の長手方向において中央部よりもテンションローラ2c側に設けられている。また、レール140は、テンションローラ軸受部材43に設けられたクリーニング位置決めボス43aをガイドするクリーニングガイド溝144を有する。そして、フレーム140には、フレーム位置決め部45aを位置決めする突き当て部146が設けられている。また、フレームガイド溝143には、フレーム位置決めボス45bを位置決めするフレーム位置決め部143aが設けられている。さらに、クリーニングガイド溝144には、クリーニング位置決めボス43aを位置決めするクリーニング位置決め部144aが設けられている。なお、フレームガイド溝143とクリーニングガイド溝144は、背面側のレール140(図示せず)にも設けられており、中間転写ベルト1の幅方向における実質的な中心線に対して正面側のレール140と線対称の構成とされている。このように、ベルトユニット10は、シャッター部材以外の部分に設けられた第1の被ガイド部としてのフレーム位置決め部45a、フレーム位置決めボス45b及びクリーニング位置決めボス43aを有する。そして、レール140は、ベルトユニット10をレール140に対し挿抜する際に上記第1の被ガイド部45a、45b、43aをガイドする第1のガイド部としてのフレームガイド溝143及びクリーニングガイド溝144を有する。
一方、シャッター部材7には、クリーニング装置6の長手方向(テンションローラ2cの回転軸線方向)と略平行に正面側に突出したシャッターガイド軸76(図14、図15)が設けられている。そして、レール140は、シャッターガイド軸76をガイドするシャッターガイド溝145を有する。このように、ベルトユニット10は、シャッター部材7に設けられた第2の被ガイド部としてのシャッターガイド軸76を有する。そして、レール140は、ベルトユニット10をレール140に対し挿抜する際に上記第2の被ガイド部76をガイドする第2のガイド部としてのシャッターガイド溝145を有する。
シャッターガイド溝145は、ベルトユニット10のレール140に対する挿入方向において上流側から順に、次の第1の領域(以下「領域1」ともいう。)と、第2の領域(以下「領域2」ともいう。)と、第3の領域(以下「領域3」ともいう。)と、を有する。領域1は、シャッター部材7が開位置と閉位置とのいずれにあってもその位置のまま通過可能な領域である。領域2は、ベルトユニット10のレール140に対する挿入方向へのシャッター部材7の通過に伴ってシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる領域である。領域3は、ベルトユニット10のレール140に対する挿入方向へのシャッター部材7の通過に伴ってシャッター部材7を閉位置から開位置に移動させる領域である。また、領域3は、ベルトユニット10のレール140からの抜き出し方向へのシャッター部材7の通過に伴ってシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる領域でもある。本実施例では、シャッターガイド溝145の領域2により、実施例1におけるものと同様の機能を有するシャッター閉じ部が構成され、シャッターガイド溝145の領域3により実施例1におけるものと同様の機能を有するシャッター開閉部が構成される。本実施例では、シャッター閉じ部を構成するシャッターガイド溝145の領域2は、レール140におけるベルトユニット10の移動経路において、中央位置よりもレール140に対するベルトユニット10の挿入開始位置側に設けられている。また、本実施例では、シャッター開閉部を構成するシャッターガイド145の領域3は、レール140におけるベルトユニット10の移動経路において、中央位置よりも装着完了位置側、より具体的には装着完了位置の直前に設けられている。
本実施例では、シャッターガイド溝145の領域2には、挿入動作に連動してシャッター部材7のシャッターガイド軸76に接触しシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させるシャッター閉じ部としての斜面(ガイド面)145aが設けられている。本実施例では、図15(b)に示すようにシャッター部材7は上方に回動して開位置から閉位置へと移動する。そのため、本実施例では、斜面145aは、ベルトユニット10が挿入方向の上流側から下流側に移動するにつれてシャッターガイド軸76を上方へ押し上げるように、挿入方向の上流側から下流側に向けて上方へと傾斜している。
また、シャッターガイド溝145の領域3には、挿入動作に連動してシャッター部材7のシャッターガイド軸76に接触しシャッター部材7を閉位置から開位置に移動させる開作用部としての上斜面(ガイド面)145bが設けられている。本実施例では、図15(c)に示すようにシャッター部材7は下方に回動して閉位置から開位置へと移動する。そのため、本実施例では、上斜面145bは、ベルトユニット10が挿入方向の上流側から下流側に移動するにつれてシャッターガイド軸76を下方へ押し下げるように、挿入方向の上流側から下流側に向けて下方へと傾斜している。
さらに、シャッターガイド溝145の領域3には、抜き出し動作に連動してシャッター部材7のシャッターガイド軸76に接触しシャッター部材7を開位置から閉位置に移動させる閉作用部としての下斜面(ガイド面)145cが設けられている。本実施例では、図15(b)に示すようにシャッター部材7は上方に回動して開位置から閉位置へと移動する。そのため、本実施例では、下斜面145cは、ベルトユニット10が抜き出し方向の上流側から下流側に移動するにつれてシャッターガイド軸76を上方へ押し上げるように、抜き出し方向の上流側から下流側に向けて上方へと傾斜している。
なお、本実施例では、上斜面145bと下斜面145cとは略平行に対向して配置されて、これら上斜面145bと下斜面145cとの間の間隔は、略丸棒形状とされたシャッターガイド軸76の直径よりも広くされている。
図16(b)は、レール140にベルトユニット10が位置決めされている状態の背面側から見た断面図である。フレーム位置決め部45aが突き当て部146に突き当たり、フレーム4の上下左右方向(左右方向は中間転写ベルト1の幅方向である。)の位置が決まる。また、フレーム位置決めボス45bがフレーム決め部143aに嵌合してフレーム4の回り止めが行われる。さらに、クリーニング位置決めボス43aがクリーニング位置決め部144aに嵌合して、ベルトクリーニング装置6の上下方向の位置が決まる。クリーニング位置決めボス43aはテンションローラ軸受部材43に形成されているため、このとき同時にテンションローラ2cの位置が決まる。
3.ベルトユニットの挿抜動作とシャッター部材の動作
次に、図17〜図21を用いて、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110に対する挿抜動作とシャッター部材7の開閉動作について説明する。図17〜図21は、ベルトユニット10の装置本体110への挿入動作時のシャッター部材7の動作を経時的に示す正面側から見た断面図である。
次に、図17〜図21を用いて、本実施例におけるベルトユニット10の装置本体110に対する挿抜動作とシャッター部材7の開閉動作について説明する。図17〜図21は、ベルトユニット10の装置本体110への挿入動作時のシャッター部材7の動作を経時的に示す正面側から見た断面図である。
図17は、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域1にある状態を示しており、図17(a)はシャッター部材7が開位置にある場合、図17(b)はシャッター部材7が閉位置にある場合である。シャッターガイド溝145の領域1は、シャッター部材7が開位置にあっても閉位置にあっても、フレーム位置決めボス45bをフレームガイド溝143に乗せられる位置までベルトユニット10を装置本体110に挿入できるように、上下方向に広くなっている。
図18は、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域1から領域2まで押し込まれた状態を示す。通常、ベルトユニット10の装置本体110への挿入動作を開始する際には、シャッター部材7は閉位置にあるため、シャッターガイド軸76は図17(b)に示す状態でシャッターガイド溝145の領域1を通過する。この場合、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域1から領域2に押し込まれた際に、シャッター部材7の開閉状態には何ら変化が起こらず、シャッターガイド軸76はシャッターガイド溝145の領域2を通過する。一方、何らかの理由でベルトユニット10を装置本体110に挿入する際に既にシャッター部材7が開位置にあった場合には、シャッターガイド軸76は図17(a)に示す状態でシャッターガイド溝145の領域1を通過する。この場合、シャッターガイド軸76は、シャッターガイド溝145の領域2に進入すると、斜面145aに沿って上方に移動する。そして、所定量移動したところで、前述のトグル式のシャッター機構によってシャッター部材7は閉位置に移動する。
ここで、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域1にある時には、フレーム位置決めボス45b、クリーニング位置決めボス43aは、未だ上下方向の移動が制限されていない状態である。つまり、領域1はベルトユニット10を装置本体110へ挿入する際のラフガイドとしての領域であり、ベルトユニット10をセットする(レール140に沿って一定方向にのみ移動できる状態にする)領域ではない。そして、本実施例では、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域2を通過するのとほぼ同時に、フレームガイド溝143によってフレーム位置決めボス45bの上下方向の移動が制限されてセットされた状態となる。したがって、ベルトユニット10をレール140にセットした状態では既にシャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域2を通過しているようにすることができる。
図19は、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域2を通過した後に領域3の手前まで押し込まれた状態を示す。この間は、シャッター部材7が閉位置にある状態で保持されたまま、ベルトユニット10は装着完了位置に向けて挿入される。つまり、シャッターガイド溝145の領域2と領域3との間の第4の領域(以下「領域4」ともいう。)は、シャッターガイド軸76が下方に移動することを妨げて、シャッター部材7が開位置から閉位置へと移動することを妨げる領域である。
図20は、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域3を通過している時の状態を示す。ベルトユニット10が装着完了位置に向けて挿入されるにつれて、シャッターガイド軸76は上斜面145bに沿って下方へ移動し、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝145の領域3を通過するまでにはシャッター部材7は開位置へと移動する。
図21は、ベルトユニット10が装着完了位置に完全に挿入された状態を示す。ベルトユニット10が装着完了位置まで挿入されると、シャッターガイド軸76はシャッターガイド溝145に接触しない状態となるが、シャッター部材7は開位置にある状態で保持される。
ベルトユニット10の装置本体110からの抜き出し動作時のシャッター部材7の動作は、概略、上述の挿入動作とは逆になる。つまり、図21に示す装着完了位置にある状態からベルトユニット10を抜き出していくと、シャッターガイド軸76がシャッターガイド溝の領域3に進入する。図21に示すように挿入動作時にはシャッターガイド軸76は上斜面145bに接触するが、抜き出し動作時にはシャッターガイド軸76は下斜面145cに接触する。そして、ベルトユニット10が抜き出されるにつれてシャッターガイド軸76が上方へ押し上げられ、シャッター部材7は閉位置に移動させられる。その後、シャッターガイド軸76が領域4、領域2、領域1を順次通過する際には、シャッター部材7の開閉状態には変化は起こらず、シャッター部材7が閉位置にある状態に保持されたままベルトユニット10は装置本体110の外部へと抜き出される。
なお、抜き出し動作時におけるシャッターガイド溝145への入口部、すなわち上斜面145b、下斜面145cの端部(エッジ部分)に、シャッターガイド軸76をシャッターガイド溝145に呼び込む呼び込み部145dを設けることが好ましい。例えば、図21に示すように、呼び込み部145dとして、上斜面145b、下斜面145cの端部を、曲率を有する形状(R形状)とすることができる。また、例えば、呼び込み部145dとして、上斜面145b、下斜面145cの端部の近傍を、挿入方向の上流側から下流側に行くに従って上斜面145b、下斜面145cとの間の間隔が広くなるようなテーパ形状としてもよい。このような呼び込み部145dを設けることで、抜き出し動作時にシャッターガイド軸76がレール140に引っ掛かることを抑制して、スムーズな操作が可能となる。例えば、テンションローラ2cがステアリングローラを兼ねる場合には、ベルトクリーニング装置6がテンションローラ2cと一緒に傾動することになる。この場合、シャッターガイド軸76が抜き出し動作時におけるシャッターガイド溝145の入口部から上下方向にずれてしまうことがあるため、呼び込み部145dを設けることが特に有効となる。
図22は、ベルトユニット10のレール140への挿入方向に見た正面側のレール140の断面図である。図22(a)は、本実施例におけるレール140を示しており、フレームガイド溝143、クリーニングガイド溝144、シャッターガイド溝145が上下方向の異なる位置に独立して形成されている。つまり、本実施例では、フレームガイド溝143、クリーニングガイド溝144、シャッターガイド溝145は、高さ方向で分けられている。これに対し、図22(b)に示すように、シャッターガイド溝145の少なくとも一部は、フレームガイド溝143などの他のガイド溝と深さ方向で分けることができる。この例では、シャッターガイド溝145の少なくとも一部は、フレームガイド溝143と、上下方向において重なり、ベルトユニット10の挿入方向と交差(本実施例では略直交)する幅方向において異なる位置に、連続して設けられている。装置のスペースを考えて高さ方向、深さ方向のいずれでガイド溝を分けるかを選択すればよい。
図23は、シャッター部材7の回動軸線方向に見たときの回動中心71aとシャッターガイド軸76の中心とを結んだ直線Lcに対する、斜面145a、上斜面145b、下斜面145cの傾斜角度(夾角)を説明するための断面図である。図23(a)は、シャッター部材7が開位置にある状態でのベルトユニット10の挿入動作時における斜面(ガイド面)145aの傾斜角度θ1を示す。また、図23(b)は、ベルトユニット10の挿入動作時における上斜面(ガイド面)145bの傾斜角度θ2を示す。また、図23(c)は、ベルトユニット10の抜き出し動作時における下斜面(ガイド面)145cの傾斜角度を示す。いずれの傾斜角度θ1、θ2、θ3も、シャッターガイド軸76がそれぞれのガイド面に接触し始める時の角度で代表する。
これらの傾斜角度θ1、θ2、θ3は、ベルトユニット10の挿抜動作の操作性に影響を与える。傾斜角度θ1、θ2、θ3が90°になると、それぞれのガイド面にシャッターガイド軸76が垂直に当たることになり、シャッター部材7の開閉動作ができなくなってしまう。傾斜角度θ1、θ2、θ3をできるだけ小さくすることで、ベルトユニット10の挿抜動作の操作性を向上させることができる。本実施例では、傾斜角度θ1は28.3°、傾斜角度θ2は44.8°、傾斜角度θ3は21.5°であり、いずれの傾斜角度θ1、θ2、θ3も45°以下に設定されている。
以上説明したように、本実施例の構成によっても、何らかの理由でシャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10が装置本体110に挿入された場合、シャッターガイド溝145の領域2において一旦シャッター部材7を閉じることができる。シャッター部材7が開位置にある状態でベルトユニット10を装置本体110に挿入すると、ベルトユニット10は排出口67aからトナーなどを落下させて装置本体110の内部を汚しながら装着完了位置まで移動する。この汚れが帯電、露光、現像などの画像形成プロセスに影響を与え、画像スジなどの画像不良の原因となることがある。これに対し、本実施例では、シャッター部材7が開位置にある状態で装置本体110に挿入された場合でも、ベルトユニット10を所定の装着完了位置まで挿入する経路の途中でシャッター部材7を一旦閉じることができる。特に、本実施例では、ベルトユニット10を装置本体110に挿入する際に早い段階、すなわちベルトユニット10をレール140のラフガイド(領域1)から更に挿入し始めるとほぼ同時に、開位置にあったシャッター部材7は閉位置に移動させられる。これにより、ベルトユニット10を更に挿入していく際に排出口67aからトナーが漏れることを抑制することができ、装置本体110の内部がトナーで汚れることを抑制することができる。また、本実施例では、シャッターガイド溝145の領域4によって、閉位置にあるシャッター部材7がシャッターガイド溝145の領域3(シャッター開閉部)に到達するまでの間に開位置に移動してしまうことが防止される。
なお、実施例2で説明したようにシャッター部材7の回動方向と、開放状態と遮蔽状態との間での状態変化と関係が本実施例とは逆になった場合も、それに対応してシャッターガイド溝145の形状を変更することで、本実施例と同様の効果を得ることができる。
[その他]
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。
上述の実施例では、シャッター部材は、開位置と閉位置との間を回動するものであった。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、シャッター部材は、開位置と閉位置との間を直線的に往復動作するものであってもよい。
上述の実施例では、シャッター部材を開位置と閉位置とのいずれにも保持可能な保持手段は、シャッター部材の動作方向における位置に応じてシャッター部材を開位置側又は閉位置側に付勢する付勢手段を有するものであった。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、シャッター部材が摩擦力に抗して開閉されるようになっており、開位置又は閉位置において十分な摩擦力でその位置に保持できる構成とされていてもよい。
上述の実施例では、無端状のベルトが中間転写ベルトである場合について説明したが、トナーが付着する無端状のベルトであれば、例えば感光体ベルトや静電記録誘電体ベルトなどに関しても適用することができ、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、上述の実施例では、複数の張架ローラに張架された無端状のベルトと、ベルトクリーニング装置とは、ベルトユニットとして一体的に装着部に対し挿抜されることで装置本体に着脱可能とされていた。例えば、ベルトクリーニング装置がベルトの張架ローラに支持されている場合などには、前述の装置本体内でシャッター部材を付勢する付勢力が常に掛かり続けることによる不具合が顕著となる。そのため、ベルトクリーニング装置がベルトユニットとして一体的に装置本体に着脱可能とされている場合に本発明の効果は特に顕著となる。しかし、ベルトクリーニング装置は、装置本体内でベルトに当接するなどしてベルトに作用するものである。したがって、ベルトクリーニング装置が単体で装置本体に着脱可能とされている場合でも、装置本体内でシャッター部材を付勢する付勢力が常に掛かり続ける場合には、ベルトの走行に影響を与える可能性がある。そのため、本発明は、ベルトクリーニング装置を備えたユニットが装置本体に着脱可能とされていれば適用することができ、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、ベルトユニットとして一体的に又は単体で装置本体に着脱可能なベルトクリーニング装置の挿抜方向は、張架ローラの回転軸線方向と交差(上述の実施例では略直交)する方向に限定されるものではなく、該回転軸線方向と略平行な方向であってもよい。
1 中間転写ベルト
2c テンションローラ
6 ベルトクリーニング装置
7 シャッター部材
10 ベルトユニット
100 画像形成装置
110 装置本体
140 レール
141 シャッター開閉部
142 シャッター閉じ部
143 フレームガイド溝
145 シャッターガイド溝
2c テンションローラ
6 ベルトクリーニング装置
7 シャッター部材
10 ベルトユニット
100 画像形成装置
110 装置本体
140 レール
141 シャッター開閉部
142 シャッター閉じ部
143 フレームガイド溝
145 シャッターガイド溝
Claims (11)
- 複数の張架ローラに張架された無端状のベルトと、前記ベルトからトナーを除去するベルトクリーニング装置と、前記ベルトクリーニング装置を備えたユニットが挿抜される装着部と、を有し、前記ユニットが前記装着部に対し挿抜されることで装置本体に着脱可能な画像形成装置において、
前記ベルトクリーニング装置は、前記ベルトから除去されたトナーを収容する容器であって、前記容器の内部のトナーを前記容器の外部へと排出する排出口を備えた容器と、前記排出口を開放する開位置と前記排出口を遮蔽する閉位置との間を動作して前記排出口を開閉するシャッター部材と、前記シャッター部材を前記開位置と前記閉位置とのいずれにも保持可能な保持手段と、を有し、
前記装着部は、前記ユニットの前記装着部に対する挿入動作に連動して前記シャッター部材に接触し前記シャッター部材を前記閉位置から前記開位置に移動させる開作用部と、前記ユニットの前記装着部からの抜き出し動作に連動して前記シャッター部材と接触し前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させる閉作用部と、前記シャッター部材が前記開位置にある状態で前記ユニットが前記装着部に対し挿入された場合に、その挿入動作に連動して、前記ユニットの前記装着部に対する挿入方向において前記開作用部及び前記閉作用部より上流側で前記シャッター部材に接触し前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させるシャッター閉じ部と、を有することを特徴とする画像形成装置。 - 前記シャッター部材は、前記開作用部によって前記開位置に移動させられた後、前記開作用部に接触しない状態で前記開位置に保持可能であり、前記閉作用部によって前記閉位置に移動させられた後、前記ユニットが前記装置本体から抜き出された状態で前記閉位置に保持可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記保持手段は、前記シャッター部材の動作方向において所定の位置よりも前記シャッター部材が前記開位置側に移動した場合には前記シャッター部材を前記開位置側へ付勢し、前記所定の位置よりも前記シャッター部材が前記閉位置側に移動した場合には前記シャッター部材を前記閉位置側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記ユニットは、前記シャッター部材以外の部分に設けられた第1の被ガイド部と、前記シャッター部材に設けられた第2の被ガイド部と、を有し、
前記装着部は、前記ユニットを前記装着部に対し挿抜する際に前記第1の被ガイド部をガイドする第1のガイド部と、前記ユニットを前記装着部に対し挿抜する際に前記第2の被ガイド部をガイドする第2のガイド部と、を有し、
前記第2のガイド部は、前記挿入方向において上流側から順に、前記シャッター部材が前記開位置と前記閉位置とのいずれにあってもその位置のまま通過可能な第1の領域と、前記挿入方向への前記シャッター部材の通過に伴って前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させる第2の領域と、前記挿入方向への前記シャッター部材の通過に伴って前記シャッター部材を前記閉位置から前記開位置に移動させると共に、前記ユニットの前記装着部からの抜き出し方向への前記シャッター部材の通過に伴って前記シャッター部材を前記開位置から前記閉位置に移動させる第3の領域と、を有し、
前記第2のガイド部の前記第2の領域に前記シャッター閉じ部が設けられ、前記第2のガイド部の前記第3の領域に前記開作用部及び前記閉作用部が設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第2のガイド部は、前記挿入方向における前記第2の領域と前記第3の領域との間に、前記シャッター部材が前記閉位置から前記開位置へと移動することを妨げる第4の領域を有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記第2のガイド部の少なくとも一部は、上下方向において前記第1のガイド部と重なる位置であって前記ユニットの前記挿入方向と交差する幅方向において前記第1のガイド部と異なる位置に、前記第1のガイド部と連続して設けられていることを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。
- 前記シャッター閉じ部は、前記ユニットの前記装着部における移動経路において、中央位置よりも前記装着部に対する前記ユニットの挿入開始位置側に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記開作用部及び前記閉作用部は、前記ユニットの前記装着部における移動経路において、中央位置よりも前記ユニットの前記装置本体への装着完了位置側に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記ベルトクリーニング装置は、前記複数の張架ローラのうち前記ベルトに張力を付与するテンションローラに前記ベルトを介して当接するクリーニング部材を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記テンションローラは、前記複数の張架ローラのうち前記テンションローラを除く少なくとも一つの張架ローラに対するアライメントを変化させるように傾動して前記ベルトの幅方向の位置を調整するステアリングローラを兼ねることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記複数の張架ローラに張架された前記ベルトと、前記ベルトクリーニング装置とは、前記ユニットとして一体的に前記装着部に対し挿抜されることで前記装置本体に着脱可能であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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