JP7134720B2 - image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、ベルト搬送装置が着脱可能に設けられた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus having a detachable belt conveying device.
従来、ベルトを搬送するベルト搬送装置を備えた画像形成装置において、ベルトの幅方向の位置を自動調心するステアリングユニットを備えた画像形成装置が知られている。また、このような画像形成装置において、ベルトに残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置をステアリングユニットとともに揺動させる構成も知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, among image forming apparatuses equipped with a belt conveying device for conveying a belt, there is known an image forming apparatus equipped with a steering unit that automatically aligns the position of the belt in the width direction. Further, in such an image forming apparatus, there is also known a configuration in which a cleaning device that cleans toner remaining on the belt is swung together with a steering unit (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-100003).
上述した画像形成装置では、以下のような課題があった。即ち、クリーニング装置に設けられたシャッタは、付勢部材によって付勢されており、装着動作に伴ってシャッタが本体側に当接することでシャッタが開かれる。このとき、シャッタが付勢部材によって常時閉方向に付勢され続けていると、ステアリング動作時にシャッタと本体側との間に摺動抵抗が生じ、ステアリング動作が阻害される場合があった。 The image forming apparatus described above has the following problems. That is, the shutter provided in the cleaning device is urged by the urging member, and the shutter is opened by coming into contact with the main body side along with the mounting operation. At this time, if the shutter is constantly urged in the closing direction by the urging member, sliding resistance is generated between the shutter and the main body during the steering operation, which may hinder the steering operation.
そこで、従来では、ベルト搬送装置の装着動作に伴って、シャッタが開方向に移動した際に、付勢部材の付勢力が反転するトグルバネを採用していた。しかし、このようなトグルバネを採用した場合、ベルトユニットを挿入する過程で、周辺部材とシャッタが接触して意図せずシャッタが開いてしまう場合があった。そのため、装着動作中にトナーが排出口から漏れてしまう虞があった。そこで、本発明は、シャッタに作用する付勢力によってステアリング動作が阻害されることを抑制しながら、シャッタが意図せず開いてしまうことを抑制可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, conventionally, a toggle spring has been used that reverses the biasing force of the biasing member when the shutter moves in the opening direction along with the mounting operation of the belt conveying device. However, when such a toggle spring is employed, there is a possibility that the shutter may come into contact with the peripheral member during the process of inserting the belt unit and the shutter may be unintentionally opened. Therefore, there is a possibility that the toner may leak from the outlet during the mounting operation. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of suppressing unintentional opening of the shutter while suppressing obstruction of the steering operation by the urging force acting on the shutter.
上記課題を解決するための画像形成装置は、装置本体と、無端状のベルトと、前記ベルトを張架するステアリングローラを含む複数のローラと、前記複数のローラを回転可能に支持する支持部と、を備え、前記装置本体に着脱可能なベルト搬送装置であって、前記ステアリングローラは、前記ステアリングローラの回転軸線と交差するステアリング軸線周りに揺動可能に支持され、前記ベルトの駆動中に前記ベルトが前記ベルトの幅方向の一端側に移動した場合に、前記ベルトからの作用を受け、前記ベルトが他端側に向かう方向に揺動可能に構成されたベルト搬送装置と、前記ベルト搬送装置に保持され、前記ステアリングローラとともに揺動して前記ベルトに残留するトナーを除去するクリーニング装置と、前記クリーニング装置の長手方向の一端側に設けられ、回収したトナーを排出するための排出口と、前記クリーニング装置に移動可能に設けられ、前記排出口を開閉するシャッタと、前記クリーニング装置に設けられ、前記シャッタを閉方向に付勢する付勢部材と、前記クリーニング装置に設けられ、前記ベルト搬送装置の前記装置本体への挿入動作に伴って前記装置本体と当接して前記シャッタを回動させる力を受ける受け部と、を備えた画像形成装置において、前記ステアリングローラの回転軸線方向に関して、前記ステアリングローラの揺動中心から前記排出口までの距離Lとしたとき、前記受け部と前記ステアリングローラの揺動中心との間の距離はL/2以内であることを特徴とする。 An image forming apparatus for solving the above problems comprises an apparatus main body, an endless belt, a plurality of rollers including a steering roller on which the belt is stretched, and a support section that rotatably supports the plurality of rollers. wherein the steering roller is swingably supported around a steering axis that intersects with the rotation axis of the steering roller; a belt conveying device configured such that when the belt moves to one end in the width direction of the belt, the belt receives an action from the belt and swings in a direction toward the other end; and the belt conveying device. a cleaning device that is held by and swings together with the steering roller to remove toner remaining on the belt; a discharge port that is provided at one end in the longitudinal direction of the cleaning device for discharging the collected toner; a shutter movably provided in the cleaning device for opening and closing the discharge port; a biasing member provided in the cleaning device for biasing the shutter in a closing direction ; an image forming apparatus comprising: a receiving portion that receives a force for rotating the shutter by coming into contact with the apparatus main body as the apparatus is inserted into the apparatus main body; The distance between the receiving portion and the center of swing of the steering roller is within L/2, where L is the distance from the center of swing of the steering roller to the outlet.
着脱時のトナー落下を低減しつつ、ステアリングユニットの摺動負荷トルクを低減させることができる。 It is possible to reduce the sliding load torque of the steering unit while reducing the toner drop at the time of attachment and detachment.
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法や材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれらのみに限定する主旨のものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to them. .
図1は画像形成装置の説明図である。図1に示すように画像形成装置100は、中間転写ベルト101に沿って4つの画像形成部109を備えた中間転写方式のカラーデジタルプリンタである。4本の像担持体としての感光体ドラム103はそれぞれ帯電ローラ104により表面を一様な電荷に帯電される。レーザスキャナ105にはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像信号が入力され、この画像信号に応じてドラム表面をレーザ光で照射し、電荷を中和して潜像を形成する。ドラム上に形成された潜像はそれぞれ現像器106によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで現像される。各ドラム上に現像されたトナー像は一次転写ローラ107により中間転写ベルト101へ順に一次転写され、中間転写ベルト101の表面上にフルカラーのトナー像が形成される。感光体ドラム103上の転写残トナーは、ドラムクリーナ108により回収される。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an image forming apparatus. As shown in FIG. 1, the
一方、カセット給紙部120から給紙ローラ121によって給紙された紙等の被転写材Pはレジストローラ122に向かって送られ、さらに中間転写ベルト上のトナー像と同期して二次転写部T2へ送られる。中間転写ベルト上のトナー像は、二次転写部T2にて二次転写内ローラ110と二次転写外ローラ111によって被転写材Pへ転写され、定着器130へ送られる。定着器130に送られた被転写材Pは、定着器130で熱及び圧力により被転写材Pにトナー像が定着された後、機外へと排出される。また二次転写部T2において転写されなかった中間転写ベルト101上の転写残トナーは、ベルトクリーナ102により回収される。本実施例では、二次転写内ローラ110は、中間転写ベルト101を駆動する駆動ローラであるため、以下、駆動ローラ110と呼ぶ場合がある。
On the other hand, the transfer material P such as paper fed from the cassette
図2は中間転写ユニットの説明図である。ベルトユニットとしての中間転写ユニット200は、複数の張架ローラにより張架され回転搬送される中間転写ベルト101を有するベルト搬送装置である。中間転写ベルト101は、ポリイミド等を用いた無端状のベルト部材である。中間転写ベルト101は、駆動ローラ110、ステアリングローラ112、張架ローラ113,114および一次転写ローラ107により張架され、一体に組立てられて中間転写ユニット200を構成している。中間転写ベルト101を張架する各ローラは、支持部としてのフレーム201にそれぞれ回転可能に支持されている。また、中間転写ユニット200は、画像形成装置本体100に着脱可能に設けられている。上述したように、駆動ローラ110は二次転写部T2を形成する二次転写内ローラを兼ねている。また、ステアリングローラ112は圧縮ばね213によって中間転写ベルト101に内面から加圧するよう付勢され、張力を付与するテンションローラを兼ねている。図2に示すように一次転写ローラ107は中間転写ベルト101を介して各々感光体ドラム103と一次転写部T1を形成し、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を中間転写ベルト101に重ね合わせて転写することでカラー画像を形成する。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an intermediate transfer unit. An
図3は自律ステアリング機構の斜視図である。ステアリングローラ112は、中間転写ベルト101の回転に伴って従動回転するよう両端でステアリングユニットをなすステアリングローラ支持部材211に支持される。ステアリングローラ112の両端部には回転規制された摺動リング部212が設けられている。本実施例では摺動リング部212はベアリング212a(図7(a)参照)を内包してステアリングローラ112の軸受部材を兼ねている。また、摺動リング部(軸受部材)212は、ステアリングローラ支持部材211に対して矢印X方向にスライド可能に支持され、圧縮ばね213によってステアリングローラ112が中間転写ベルト101に付勢されるよう構成している。また摺動リング部212は、ステアリングローラ112の軸方向端部に設けられている。またステアリングローラ支持部材211はフレーム201に対して回転軸214を介して傾動自在に支持されている。即ち、ステアリングローラ112は、ステアリングローラ112の回転軸線と交差するステアリング軸線周り(回動軸214周り)に回動可能(揺動可能)に支持されている。
FIG. 3 is a perspective view of an autonomous steering mechanism. The
図4はベルトクリーナユニット301の斜視図、図5はベルトクリーナユニットの断面図、図6はベルトクリーナ開口部の拡大図である。クリーニング装置としてのベルトクリーナユニット301は、連結部材313によりステアリングユニットと連結されて、ステアリングユニットに一体的に保持されている。ベルトクリーナユニットは、クリーニング部材としてのベルトクリーナ102を有している。本実施例では、ベルトクリーナ102は、ベルトに当接するクリーニングブレードを採用している。ベルトクリーナ102は、ベルトクリーナ容器303に支持され、中間転写ベルト101の幅方向の一端側から他端側に亘って中間転写ベルトに当接して中間転写ベルト101に残留するトナーを除去する。ベルトクリーナ容器303によって回収されたトナーは、回収トナー搬送路304内に配置された回収トナー搬送手段305によって搬送され、トナー排出口としての開口部306から排出される。開口部306は、クリーニング装置の長手方向の一端側(ステアリングローラの回転軸線方向の異端側)に設けられている。
4 is a perspective view of the
回収トナー搬送路304は、開口部306を通じて本体側の搬送路と連結される。開口部306は、シャッタ307により開閉可能に構成されている。シャッタ307は、ギヤ311Aが一体化されている。また、ベルトクリーナ容器303と支持部材312に回動可能に支持された回動部材310を備え、回動部材310の回動によりシャッタ307が移動可能に構成されている。回動部材310は、ギヤ311Bが一体化されている。ギヤ311A、ギヤ311Bは互いに駆動連結され、回動部材310が回動することでシャッタ307が開閉動作する。具体的には、中間転写ユニット200の挿入動作に伴って、回動部材が回動されてシャッタ307が開口部306を閉じる閉位置から開口部306を開く開位置へ移動する。また、ベルトクリーナ容器303には、シャッタ307を閉方向に付勢する付勢部材としての弾性部材308が設けられている。本実施例では、弾性部材308は、ギヤ311Bの同軸上に設けられたねじりコイルばねである。
The collected
前記回動部材310は、本体側に設けられた突起部309と接触することにより、当接面314を形成する。本実施例では、図7(b)に示すように、当接面314は、突起部309と接触する表面に、半円筒状の凸部を備えている。この凸部は、ステアリングローラの回転軸線と交差する方向に延設されている。これにより、ステアリング動作時において、突起部309と当接面314が互いに線接触するように構成され、ステアリング動作を阻害しないように構成されている。即ち、当接面314は、曲面を有する凸部が表面に形成されている。尚、この凸部は、当接面314に設けずに突起部309側に設けてもよい。
The rotating
実施例1では、当接面314を回転軸214のスラスト軸上401で、前記スラスト軸401と垂直な軸400上に配置した。
In Example 1, the
画像形成装置を動作させると、中間転写ベルト101上の残トナーは、ベルトクリーナ102によって、中間転写ベルト101上からかきとられる。かきとられたトナーは、回収トナー搬送路304に落下し、堆積したトナーは回収トナー搬送手段305によって、開口部306に向かって搬送されていき、中間転写ベルト101が動作し、動作中に発生する寄りを自動ステアリング機構で補正していくこととなる。
When the image forming apparatus is operated, residual toner on the
図7、図8を用いて自律ステアリング機構の動作と、そのときのベルトクリーニングユニット301の回動部材310と当接部314の動作図である。当接部314は、中間転写ユニット200の挿入動作に伴って画像形成装置本体100と当接して回動部材310を回動させる力を受ける受け部314である。中間転写ベルト101がステアリングローラ112の軸方向中央に対してバランス良く張架された図7(a)の状態では、図7(b)のようにベルトクリーニングユニットは、ほぼ水平な状態を保っている。しかし、図8(a)に示すように右方向(軸方向一方)への寄りが生じると、中間転写ベルト101と両端の摺動リング部212の間で摩擦力が発生する。即ち、中間転写ベルト101が駆動中において、中間転写ベルト101がベルトの幅方向の一端側に移動した場合に、中間転写ベルト101が摺動リング部212から作用を受ける。この作用により、中間転写ベルト101が他端側に向かう方向にステアリングローラが揺動可能に構成されている。このとき中間転写ベルト101と両端の摺動リング部212の掛かり幅が左右で異なり、掛かり幅の大きい右側(軸方向一方側)の摩擦力が左側(軸方向他方側)より大きくなることで、ステアリングローラ112が右側を下げる方向に傾動する。その結果、駆動ローラ110とステアリングローラ112のアライメントが崩れ、中間転写ベルト101はステアリングローラ112の巻付き部において左側へのベルト寄りを発生させ、ベルト位置の片寄りを修正することとなる。このとき、ステアリングローラ112の傾動動作を妨げる負荷を与えてしまうとベルトの修正が不十分となり、ベルト寄りが発生してしまう。
FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing the operation of the autonomous steering mechanism and the operation of the rotating
しかし、図4に示すとおり本実施例ではベルトクリーナユニット301もステアリングユニットと連結しているためステアリングローラの傾きと同様に傾動する。そのときの回転軸214中心(揺動中心)における摺動負荷トルクをTf1とする。回動軸214中心から当接面314までの距離Lf1、当接面で発生する摺動負荷をFとすると、Tf1=FLf1で表せる。また、回転軸214中心からの距離Lsの位置にある開口部306近傍に当接面314を設けたときの回転軸214中心における摺動負荷トルクをTsとすると、Ts=FLsとなる。回転軸214中心からの距離はLf1<Lsとなるので、摺動負荷トルクもTf1<Tsとなる。つまり、当接によるステアリングローラ傾動負荷を低減することができる。また、図9に示すとおり中間転写ユニット200は、本体扉115を開閉することによって画像形成装置100から着脱可能である。本構成では弾性部材308によりシャッタ307を閉める方向に一方向に押圧しているため意図せずシャッタ307が開いたままになることはないためトナーの落下を低減させることができる。
However, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
図10はベルトクリーナユニットの斜視図、図11はベルトクリーナユニットの断面図、図6はベルトクリーナ開口部の拡大図である。実施例1と参照符号が同じものは、特に断りがない限り実施例1と同じ構成であるため、説明は割愛する。 10 is a perspective view of the belt cleaner unit, FIG. 11 is a sectional view of the belt cleaner unit, and FIG. 6 is an enlarged view of the belt cleaner opening. Components having the same reference numerals as those of the first embodiment have the same configurations as those of the first embodiment unless otherwise specified, and thus description thereof is omitted.
実施例2では、当接部314を開口部306の位置よりも回転軸214に近い位置に配置している点が実施例1と異なる。
The second embodiment differs from the first embodiment in that the
ベルトクリーナユニット301の挿入動作に伴って、回動部材310は、本体に設けられた接触面315と当接し回動する構成となっている。接触面315は、ステアリング軸線と直交する平面であり、ステアリングローラのステアリング動作によって、回動部材310が回動されないように構成されている。
As the
画像形成装置を動作させると、中間転写ベルト101上の残トナーは、ベルトクリーナ102によって、中間転写ベルト101上からかきとられる。かきとられたトナーは、回収トナー搬送路304に落下し、堆積したトナーは回収トナー搬送手段305によって、開口部306に向かって搬送されていき、中間転写ベルト101が動作し、動作中に発生する寄りを自動ステアリング機構で補正していくこととなる。
When the image forming apparatus is operated, residual toner on the
図12、図13を用いて自律ステアリング機構の動作と、そのときのベルトクリーニングユニット301の回動部材310と当接部314の動作図である。中間転写ベルト101がステアリングローラ112の軸方向中央に対してバランス良く張架された図12(a)の状態では、図12(b)のようにベルトクリーニングユニット301は、ほぼ水平な状態を保っている。しかし、図13(a)に示すように右方向(軸方向一方)への寄りが生じると、中間転写ベルト101と両端の摺動リング部212の間で摩擦力が発生する。このとき中間転写ベルト101と両端の摺動リング部212の掛かり幅が左右で異なり、掛かり幅の大きい右側(軸方向一方側)の摩擦力が左側(軸方向他方側)より大きくなることで、ステアリングローラ112が右側を下げる方向に傾動する。その結果、駆動ローラ110とステアリングローラ112のアライメントが崩れ、中間転写ベルト101はステアリングローラ112の巻付き部において左側へのベルト寄りを発生させ、ベルト位置の片寄りを修正することとなる。このとき、ステアリングローラ112の傾動動作を妨げる負荷を与えてしまうとベルトの修正が不十分となり、ベルト寄りが発生してしまう。
12 and 13 are diagrams showing the operation of the autonomous steering mechanism and the operation of the rotating
しかし、図10に示すとおり本実施例ではベルトクリーナユニット301もステアリングユニットと連結しているためステアリングローラの傾きと同様に傾動する。そのときの回転軸214中心における摺動負荷トルクをTf1とすると、Tf1は回動軸214中心から当接面314までの距離Lf2、当接面で発生する負荷をFとすると、Tf1=FLf1で表せる。また、回転軸214中心からの距離Lsの位置にある開口部306近傍に当接面314を設けたときの回転軸214中心における摺動負荷トルクをTsとすると、Ts=FLsとなる。回転軸214中心からの距離はLf2<Lsとなるので、摺動負荷トルクもTf2<Tsとなる。つまり、当接によるステアリングローラ傾動負荷を低減することができる。また、図9に示すとおり中間転写ユニット200は、本体扉115を開閉することによって画像形成装置100から着脱可能である。本構成では弾性部材308によりシャッタ307を閉める方向に押圧しているため意図せずシャッタ307が開いた状態で保たれることはないためトナーの落下を低減させることができる。
However, as shown in FIG. 10, since the
本実施例では、ステアリングローラの回転軸線方向に関して、ステアリングローラの揺動中心から開口部306までの距離Lとしたとき、当接面314と、前記ステアリングローラの揺動中心との間の距離は、L/2以内である。より好ましくは、当接面314と、前記ステアリングローラの揺動中心との間の距離は、L/10以内とする。また、本実施例では、ステアリングローラの回転軸線方向に関して、当接面314と、前記ステアリングローラの揺動中心との間の距離は、10mm以内に設定している。
In this embodiment, when the distance L from the swing center of the steering roller to the
本実施例では、シャッタ307と、回動部材310とは別部材に構成して互いに駆動連結しているが、シャッタ307が本体側の突起部309に直接当接して移動(回動)する構成であってもよい。即ち、中間転写ユニット200の挿入動作に伴って画像形成装置本体100と当接してシャッタ307を回動させる力を受ける受け部314をシャッタ307に備えてもよい。この場合、受け部314と、回動軸214中心からの距離がL/2となるようにすればよい。
In this embodiment, the
100 画像形成装置
101 中間転写ベルト
102 ベルトクリーナ
103 感光体ドラム
104 帯電ローラ
105 レーザスキャナ
106 現像器
107 一次転写ローラ
108 ドラムクリーナ
109 画像形成部
110 二次転写内ローラ(駆動ローラ)
111 二次転写外ローラ
112 ステアリングローラ
113 張架ローラ
114 張架ローラ
115 本体扉
120 カセット給紙部
121 給紙ローラ
130 定着器
200 中間転写ユニット
201 フレーム
211 ステアリングローラ支持部材
212 摺動リング部
212a ベアリング
213 圧縮ばね
214 回転軸
301 ベルトクリーナユニット
303 ベルトクリーナ容器
304 回収トナー搬送路
305 回収トナー搬送手段
306 開口部
307 シャッタ
308 弾性部材
309 突起部
310 回動部材
311 ギヤ
313 連結部材
315 接触面
REFERENCE SIGNS
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
無端状のベルトと、前記ベルトを張架するステアリングローラを含む複数のローラと、前記複数のローラを回転可能に支持する支持部と、を備え、前記装置本体に着脱可能なベルト搬送装置であって、前記ステアリングローラは、前記ステアリングローラの回転軸線と交差するステアリング軸線周りに揺動可能に支持され、前記ベルトの駆動中に前記ベルトが前記ベルトの幅方向の一端側に移動した場合に、前記ベルトからの作用を受け、前記ベルトが他端側に向かう方向に揺動可能に構成されたベルト搬送装置と、
前記ベルト搬送装置に保持され、前記ステアリングローラとともに揺動して前記ベルトに残留するトナーを除去するクリーニング装置と、
前記クリーニング装置の長手方向の一端側に設けられ、回収したトナーを排出するための排出口と、
前記クリーニング装置に移動可能に設けられ、前記排出口を開閉するシャッタと、
前記クリーニング装置に設けられ、前記シャッタを閉方向に付勢する付勢部材と、
前記クリーニング装置に設けられ、前記ベルト搬送装置の前記装置本体への挿入動作に伴って前記装置本体と当接して前記シャッタを回動させる力を受ける受け部と、を備えた画像形成装置において、
前記ステアリングローラの回転軸線方向に関して、前記ステアリングローラの揺動中心から前記排出口までの距離Lとしたとき、前記受け部と前記ステアリングローラの揺動中心との間の距離はL/2以内であることを特徴とする画像形成装置。 a device body;
A belt conveying device that is attachable to and detachable from the device main body, comprising an endless belt, a plurality of rollers including a steering roller for stretching the belt, and a support portion that rotatably supports the plurality of rollers. The steering roller is supported so as to be swingable about a steering axis that intersects with the rotation axis of the steering roller. a belt conveying device configured so that the belt can swing in a direction toward the other end by receiving an action from the belt;
a cleaning device held by the belt conveying device and swinging together with the steering roller to remove toner remaining on the belt;
a discharge port provided at one end in the longitudinal direction of the cleaning device for discharging collected toner;
a shutter movably provided in the cleaning device for opening and closing the outlet;
a biasing member provided in the cleaning device for biasing the shutter in a closing direction;
An image forming apparatus comprising: a receiving portion provided in the cleaning device, and receiving a force for rotating the shutter by coming into contact with the apparatus main body as the belt conveying device is inserted into the apparatus main body,
With respect to the rotation axis direction of the steering roller, the distance between the receiving portion and the steering roller swing center is within L/2, where L is the distance from the swing center of the steering roller to the discharge port. An image forming apparatus characterized by:
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