(57)【要約】【課題】ステアリングローラを傾動自在に支持する第一の支持機構にかかる力を軽減して、第一の支持機構及びフレーム部材に必要な剛性を削減して、これらの構造を軽量化できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御ボックス３２の上向き面に配置されたバックアップ面３２ａは、ベルトクリーニング装置１０２の下向き面に配置されたバックアップ受け面３１ａに接触してステアリングローラ１及びクリーニングブレード１０２ｂを支持する。バックアップ面３２ａは、中間転写ベルト１０１とクリーニングブレード１０２ｂの摺擦に伴ってフレームステー８等に作用する力を軽減する。バックアップ受け面３１ａとバックアップ受け面３２ａとは、耐摩耗性樹脂材料を用いて、ステアリングローラ１を傾動させる回転軸線と平行に形成されているため、張力付与方向へステアリングローラ１が移動しても、所定の接触状態を維持できる。【選択図】図８
2014178505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材と、
前記ベルト部材を張架して駆動する駆動ローラと、
前記駆動ローラを回転自在に支持するフレーム部材と、
前記駆動ローラから離れた位置で前記ベルト部材を張架して、前記ベルト部材に従動回転するステアリングローラと、
前記ステアリングローラに対向する位置で前記ベルト部材に当接して前記ベルト部材をクリーニングするクリーニング部材を有し、前記ステアリングローラを回転可能に支持するステアリングローラ支持部に支持されるクリーニングユニットと、
前記フレーム部材に配置されて、前記ステアリングローラの回転軸線に垂直な所定の回転軸線の周りで前記ステアリングローラ及び前記クリーニングユニットを傾動自在に支持する第一の支持機構と、
前記ベルト部材の移動に伴って前記第一の支持機構に作用する力を軽減させるように、前記クリーニングユニットを前記所定の回転軸線の周りで傾動自在に支持する第二の支持機構と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第二の支持機構は、前記所定の回転軸線の周りで前記ステアリングローラ及び前記クリーニングユニットと一体に傾動するベルト側支持部と、画像形成装置の筐体構造に配置されて前記ベルト側支持部に接触し、前記力を軽減させるように前記ステアリングローラ及び前記クリーニングユニットを支持する筐体側支持部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記ステアリングローラ支持部は、第一の支持機構に支持されて前記所定の回転軸線の周りで回動可能に配置され、前記ステアリングローラの端部を前記ベルト部材の張力付与方向へ移動可能に支持し、
前記一対のステアリングローラ支持部をそれぞれ前記張力付与方向へ付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ベルト側支持部と前記筐体側支持部との一方は、前記所定の回転軸線を中心軸とする部分円筒面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベルト側支持部と前記筐体側支持部とは、耐摩耗性樹脂材料が表面に配置された一対の摺擦面であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルト側支持部と前記筐体側支持部との他方は、前記部分円筒面に案内される転がり部材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。
【請求項７】
前記ベルト部材に当接する複数の像担持体と、
前記ベルト部材を移動させて前記像担持体に前記ベルト部材を接離させる接離機構と、を備え、
前記ベルト側支持部と前記筐体側支持部の当接長さは、前記接離機構の動作に伴う前記ステアリングローラの前記所定の回転軸線に沿った移動長さよりも長いことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記フレーム部材、前記駆動ローラ、前記ステアリングローラ、前記第一の支持機構、及び前記クリーニングユニットは、画像形成装置の筐体構造から一体に取り外し可能な交換ユニットを構成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステアリングローラが自律的に傾動してベルト部材の寄り移動を制御する画像形成装置、詳しくはベルト部材の寄り制御の不安定を軽減できるステアリングローラの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を形成して記録材に転写し、トナー像が転写された記録材を加熱加圧して記録材に画像を定着させる画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置は、ステアリングローラを傾動させてステアリング制御されるベルト部材（中間転写ベルト、記録材搬送ベルト、転写ベルト、定着ベルト、加圧ベルト）を備えている場合がある。
【０００３】
ベルト部材のステアリング制御としては、センサによってベルト部材の寄り位置を検知して、その検知結果に基づいてステアリングローラを外部からモータで強制的に傾動させる強制ステアリング方式が一般的である（特許文献１）。しかし、ステアリングローラを傾動自在に支持して、外部から駆動することなくベルト部材の寄り位置に応じてステアリングローラが自律的に傾動してベルト部材をステアリングする自律ステアリング方式も実用化されている（特許文献２、３）。
【０００４】
特許文献３の画像形成装置は、駆動ローラ部材を回転自在に支持するフレーム部材に一対のステアリングローラ支持部材が傾動自在に配設される。そして、一対のステアリングローラ支持部材にステアリングローラ部材の両端部が回転自在に取り付けられている。ベルト部材が寄り移動すると、ステアリングローラ支持部材の回動軸線を中心とするステアリングローラ部材の左右の回転負荷モーメントが変化して、ステアリングローラ部材が自律的に傾動してベルト部材を寄り移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６９４４９号公報
【特許文献２】特開２００１−１４６３３５号公報
【特許文献３】特表２００１−５２０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３の画像形成装置では、一対のステアリングローラ支持部材を傾動自在に支持する回転軸がステアリングローラ支持部材及びステアリングローラ部材の自重を単独で負担している。また、ステアリングローラ部材で発生するベルト部材の回転負荷がステアリングローラ部材をベルト部材の回転方向の下流側へ付勢する力も、ステアリングローラ支持部材の回転軸が単独で負担する。そのため、ステアリングローラ支持部材の回転軸と、この回転軸をフレーム部材に支持する構造とにかなりの剛性が必要である。
【０００７】
特に、ステアリングローラに支持されたベルト部材にクリーニングブレードを当接させるベルトクリーニング装置をステアリングローラに付設した場合、クリーニングブレードの摺擦負荷がベルト部材の回転負荷となる。この負荷は、ステアリングローラをベルト部材の回転方向の下流側へ強く付勢し、ステアリングローラ支持部材の回転軸に大きな曲げ力を作用させる。
【０００８】
本発明は、ステアリングローラを傾動自在に支持する第一の支持機構にかかる力を軽減して、第一の支持機構及びフレーム部材に必要な剛性を削減して、これらの構造を軽量化できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の画像形成装置は、無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を張架して駆動する駆動ローラと、前記駆動ローラを回転自在に支持するフレーム部材と、前記駆動ローラから離れた位置で前記ベルト部材を張架して、前記ベルト部材に従動回転するステアリングローラと、前記ステアリングローラに対向する位置で前記ベルト部材に当接して前記ベルト部材をクリーニングするクリーニング部材を有し、前記ステアリングローラを回転可能に支持するステアリングローラ支持部に支持されるクリーニングユニットと、前記フレーム部材に配置されて、前記ステアリングローラの回転軸線に垂直な所定の回転軸線の周りで前記ステアリングローラ及び前記クリーニングユニットを傾動自在に支持する第一の支持機構と、前記ベルト部材の移動に伴って前記第一の支持機構に作用する力を軽減させるように、前記クリーニングユニットを前記所定の回転軸線の周りで傾動自在に支持する第二の支持機構と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成装置では、ステアリングローラがベルト部材の回転方向の下流側へ付勢される力を第一の支持機構と第二の支持機構とが離れた位置で分担して受け持つ。このため、ステアリングローラがベルト部材の回転方向の下流側へ付勢される力によって第一の支持部に作用するモーメントがほぼ解消される。
【００１１】
したがって、ステアリングローラを傾動自在に支持する第一の支持機構にかかる力を軽減して、第一の支持機構及びフレーム部材に必要な剛性を削減して、これらの構造を軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】セルフステアリング機構の動作の説明図である。
【図３】セルフステアリング機構の斜視図である。
【図４】セルフステアリング機構の回動中心部の斜視図である。
【図５】ステアリングローラの端部の斜視図である。
【図６】ステアリングローラに対する中間転写ベルトの掛り幅の説明図である。
【図７】ベルトクリーニング装置の構成の説明図である。
【図８】実施例１における第二の支持部の斜視図である。
【図９】ステアリング動作時の第二の支持部の移動の説明図である。
【図１０】張力印加方向と第二の支持部の摺擦方向の関係の説明図である。
【図１１】実施例２におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。
【図１２】実施例３におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。
【図１３】実施例４におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
＜実施例１＞
（画像形成装置）
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０１に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００１５】
画像形成部１０９Ｙでは、感光ドラム１０３にイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０１に転写される。画像形成部１０９Ｍでは、画像形成部１０９Ｙと同様な手順でマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０１上のイエロートナー像に重ねて転写される。画像形成部１０９Ｃ、１０９Ｂｋでは、画像形成部１０９Ｙと同様な手順でシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト１０１に順次重ねて転写される。
【００１６】
中間転写ベルト１０１に担持された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。記録材カセット１２０から取り出された記録材は、分離ローラ１２１で１枚ずつに分離されてレジストローラ１２２へ搬送される。レジストローラ１２２は、中間転写ベルト１０１のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ給送する。
【００１７】
二次転写ローラ１１１は、二次転写内ローラ１１０上の中間転写ベルト１０１に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。定着装置１１２は、定着ローラ１１２ａと加圧ローラ１１２ｂとのニップ部で記録材Ｐを加熱加圧して記録材Ｐに画像を定着させる。二次転写部Ｔ２を通過して四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、中間転写ベルト１０１から曲率分離して定着装置１１２へ送り込まれ、定着装置１１２で画像が定着された記録材Ｐが機体外へ排出される。
【００１８】
（画像形成部）
画像形成部１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋは、それぞれの現像装置で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部１０９Ｙについてトナー像の形成プロセスを説明し、他の画像形成部１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋに関する重複した説明を省略する。
【００１９】
画像形成部１０９Ｙは、感光ドラム１０３の周囲に、帯電ローラ１０４、露光装置１０５、現像装置１０６、一次転写ローラ１０７、ドラムクリーニング装置１０８を配置している。感光ドラム１０３は、感光層を表面に形成され、所定のプロセススピードで矢印方向に回転する。帯電ローラ１０４は、感光ドラム１０３の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置１０５は、レーザービームを回転ミラーで走査して、感光ドラム１０３の表面に画像の静電像を書き込む。
【００２０】
現像装置１０６は、感光ドラム１０３にトナーを移転させて静電像をトナー像に現像する。一次転写ローラ１０７は、電圧を印加されて、感光ドラム１０３に担持されたトナー像を中間転写ベルト１０１へ転写する。ドラムクリーニング装置１０８は、感光ドラム１０３にクリーニングブレードを当接させて、感光ドラム１０３に残った転写残トナーを回収する。
【００２１】
（中間転写ユニット）
図１に示すように、駆動ローラ１１０は、無端状のベルト部材の一例である中間転写ベルト１０１を張架して駆動する。フレームステー８は、駆動ローラ１１０を回転自在に支持するフレーム部材の一部である。交換ユニットの一例である中間転写ユニット１２４は、図３に示すように、フレームステー８、中間転写ベルト１０１、駆動ローラ１１０、ステアリングローラ１、張架ローラ１１３、１１４、及び一次転写ローラ１０７を一体に組み立てている。中間転写ユニット１２４は、画像形成装置１００の筐体構造から一体に取り外し可能である。
【００２２】
中間転写ベルト１０１は、駆動ローラ１１０、ステアリングローラ１、張架ローラ１１３、１１４、及び一次転写ローラ１０７に張架されている。駆動ローラ１１０は、二次転写ローラ１１１との間に中間転写ベルト１０１を挟み込んで二次転写部Ｔ２を形成する二次転写内ローラの機能を兼ねている。ステアリングローラ１は、中間転写ベルト１０１に所定の張力を付与するテンションローラの機能を兼ねている。
【００２３】
中間転写ベルト１０１は、ポリイミド（ＰＩ）を基層とする樹脂ベルトで構成され、引張り弾性係数Ｅ＝１８０００Ｎ／ｃｍ２、厚さ０．０８ｍｍである。中間転写ベルト１０１は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアミド、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等、剛性の高い樹脂が望ましい。中間転写ベルト１０１の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．５０ｍｍの範囲が望ましい。中間転写ベルト１０１が薄すぎると磨耗による十分な耐久性が得られなくなり、厚すぎると駆動ローラ１１０やステアリングローラ１、張架ローラ１１３、１１４で曲がりにくくなって変形や折れが発生する。
【００２４】
（セルフステアリング機構）
図２はセルフステアリング機構の動作の説明図である。図３はセルフステアリング機構の斜視図である。
【００２５】
図２の（ａ）に示すように、セルフステアリング機構１０は、両端部の摩擦力のバランスによりステアリングローラ１が自律的に傾動して中間転写ベルト１０１を寄り移動させる。ステアリングローラ１は、回転軸２１を中心にして揺動自在に支持される。中間転写ベルト１０１の両端が左右の摺動リング部３に掛っている場合、ステアリングローラ１に作用する左右の摩擦力は等しく、ステアリングローラ１は傾動しない。（ｂ）、（ｃ）に示すように、外乱によって中間転写ベルト１０１に寄り移動が発生すると、ステアリングローラ１が必要な方向に必要なだけ傾動して、中間転写ベルト１０１を（ａ）の状態に復帰させる。
【００２６】
図２の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０１に左方向の寄り移動が発生すると、中間転写ベルト１０１が左の摺動リング部３に大きく掛って左側の摩擦力が大きくなるので、ステアリングローラ１は左側を下げる方向に傾動する。その結果、ステアリングローラ１に巻き付いた中間転写ベルト１０１には右方向の寄り力が作用する。
【００２７】
図２の（ｃ）に示すように、中間転写ベルト１０１に右方向の寄り移動が発生すると、中間転写ベルト１０１が右の摺動リング部３に大きく掛って右側の摩擦力が大きくなるので、ステアリングローラ１は右側を下げる方向に傾動する。その結果、ステアリングローラ１に巻き付いた中間転写ベルト１０１には左方向の寄り力が作用する。
【００２８】
図３に示すように、ステアリングローラ１は、両端部を除く中央部が回転自在な従動ローラ部２となっている。従動ローラ部２は、中間転写ベルト１０１の回転に伴って従動回転する。一方、ステアリングローラ１の両端部は、回転を規制された摺動リング部３となっている。摺動リング部３は、中間転写ベルト１０１の回転に伴って中間転写ベルト１０１を摺擦して摩擦抵抗を発生する。
【００２９】
回動プレート７の両端部にサイド支持部材６が起立している。回動プレート７およびサイド支持部材６は、ステアリングローラ１を支持する支持台を構成している。スライド軸受け４は、サイド支持部材６に形成されたスライド溝部に嵌合して、矢印ＰＴ方向へ移動可能である。スライド軸受け４は、ステアリングローラ１の回転軸の端部を回転自在に支持する。テンションバネ（圧縮バネ）５は、スライド軸受け４を矢印ＰＴ方向に付勢する。ステアリングローラ１は、両端部をテンションバネ５によって付勢されて、中間転写ベルト１０１にテンションを付与する。
【００３０】
回動プレート７は、中央の回転軸線Ｊに関して矢印Ｓ方向に回動可能である。図７の（ｂ）に示すように、フレームステー８は、中間転写ユニット１２４の側板８Ｆ間に掛け渡されて、ユニットフレームを構成する部材である。図３に示すように、フレームステー８は、両端部にスライドコロ９を備えている。スライドコロ９は、フレームステー８上での回動プレート７の回動抵抗を低減している。
【００３１】
（第一の支持部）
図４はセルフステアリング機構の回動中心部の斜視図である。図４に示すように、回動プレート７の中心部には、回動プレート７の回転軸２１が嵌合し、ビス２４にて一体的に締結されている。回転軸２１の一端部には、平行面２１Ｄが形成され、組み立て時には、工具で平行面２１Ｄを拘束して回転軸２１を回り止めする。回転軸２１は、フレームステー８に固定された軸受け２３（ボールベアリング）に挿入して回転自在に支持される。回転軸２１の他端部には抜け止め部材２６が固定されている。回転軸２１は、ロータリーダンパー２０の中心軸になっている。ロータリーダンパー２０は、ビス２５によってフレームステー８の中央位置に固定されている。
【００３２】
ロータリーダンパー２０は、オイルの粘性抵抗を利用して回転抵抗力を発生する機械素子であり、回転軸２１が発生するせん断速度の大きさに応じて回転抵抗力を増大させる。回転軸２１の揺動速度の時間変化率が大きくなると、ロータリーダンパー２０の回転抵抗力が大きくなるため、ステアリングローラ１のノイズ的な揺動成分がカットされて、ステアリングローラ１による中間転写ベルト１０１のステアリング動作が安定する。
【００３３】
（摺動リング部）
図５はステアリングローラの端部の斜視図である。図６はステアリングローラに対する中間転写ベルトの掛り幅の説明図である。
【００３４】
図５の（ａ）に示すように、摺動リング部３は、ローラ軸方向で均一な外径分布を有するストレート型を採用している。摺動リング部３がストレート形状となっている場合には、摺動リング部３の静止摩擦係数μｓ＝０．６程度に設定することが望ましい。摺動リング部３は、摺擦耐久性を有するポリアセタール（略号：ＰＯＭ）などの樹脂材料で形成される。中間転写ベルト１０１との摩擦帯電による静電的な弊害を考慮して、樹脂材料に導電性を付与している。ステアリングローラ軸３０の端部は、Ｄカット形状を有することでスライド軸受け４に対して回転不可能に支持されている。摺動リング部３は、ステアリングローラ軸３０に対して回転不可能に取り付けられている。
【００３５】
一方、従動ローラ部２は、アルミニウムの円筒材料で形成される。従動ローラ部２は、内蔵される軸受け部材によって、ステアリングローラ軸３０に対して回転自在に支持されている。ステアリングローラ１は、両端部が非回転に設定され、両端部の内側の部分が回転自在に設定されているため、中間転写ベルト１０１の回転に対する両端部の抵抗負荷は中央部より格段に高い。
【００３６】
したがって、ステアリングローラ１に張架された中間転写ベルト１０１が回転したとき、ステアリングローラ１の従動ローラ部２はベルト内周面に対して摺擦しない。しかし、ステアリングローラ１の摺動リング部３は、中間転写ベルト１０１に対して摺動して大きな摩擦力を作用させる。摺動リング部３及び従動ローラ部２の摩擦係数は、中間転写ベルト１０１の内周面の材料であるポリイミドシートをテストピースとして、ＪＩＳ  Ｋ７１２５  プラスチック−フィルム及びシート−摩擦係数試験方法により測定した。
【００３７】
なお、図５の（ｂ）に示すように、摺動リング部３は、ローラ軸方向の外側に向かって連続的に外径が大径化するテーパ型を採用してもよい。ステアリングローラ１の両端部が外側ほど直径が大きいテーパ形状を有する場合、メカニカルフィードバックは、ステアリングローラ１０１と中間転写ベルト１０１の摩擦変動による影響を受けにくくなり、自律的な寄り移動の相殺効果が安定する。そのため、摺動リング部３がテーパ形状になっている場合、静止摩擦係数μｓは、ストレート形状の場合よりも小さくすることができる。具体的には、テーパ角φ＝８°において、μｓ＝０．３程度が望ましい。
【００３８】
また、摺動リング部３は、従動ローラ部２の回転方向において回転しないように固定されている構成には限定されず、摺動リング部３が回転可能とする構成であってもよい。ただし、回転可能とする場合には、中間転写ベルト１０１の回転方向における摺動リング部３を回転させるために必要なトルクが従動ローラ部２を同方向に回転させるために必要なトルクよりも大きくなるようにする必要がある。
【００３９】
図６の（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０１の幅は、従動ローラ部２の幅よりも広く、かつステアリングローラ１（従動ローラ部２＋両端の摺動リング部３）の幅よりも狭い。中間転写ベルト１０１と摺動リング部３は、両端部で、等しい掛かり幅ｗ（図中ハッチング部）を有する。このため、中間転写ベルト１０１はいずれか一方の摺動リング部３と摺擦する。
【００４０】
これに対して、図６の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０１の幅が従動ローラ部２の幅よりも狭い場合、中間転写ベルト１０１に寄り移動が発生しても摺動リング部３に掛かり幅を持つまでステアリングローラ１が傾動しない。このため、掛かり幅を持った瞬間に急激な傾動と寄り移動が発生して中間転写ベルト１０１の寄り制御が不安定になり易い。
【００４１】
（ベルトクリーニング装置）
図７はベルトクリーニング装置の構成の説明図である。図７に示すように、ベルトクリーニング装置１０２はクリーニングブレード１０２ｂを中間転写ベルト１０１に当接させて転写残トナーを回収する。クリーニングブレード１０２ｂは、中間転写ベルト１０１が下向き移動する位置に当接する。
【００４２】
図７の（ａ）に示すように、クリーニングブレード１０２ｂは、ステアリングローラ１に内側面を支持された中間転写ベルト１０１の移動方向に対してカウンタ方向に配置される。ベルトクリーニング装置１０２は、中間転写ベルト１０１の外側面にクリーニングブレード１０２ｂの先端部を当接させて、記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト１０１に残った転写残トナー等を回収する。クリーニングブレード１０２ｂは、ウレタンゴムからなる。ウレタンゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で７５度、ウレタンゴムの厚さは２ｍｍである。クリーニングブレード１０２ｂの当接角は、２５°、当接圧は、３Ｎ／ｍ（３０ｇｆ／ｃｍ）である。しかし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
図７の（ｂ）に示すように、回動プレート７は、回転軸２１を中心にしてフレームステー８に対して回動自在である。ベルトクリーニング装置１０２は、端部をスライド軸受け４に回動自在に取り付けられている。スライド軸受け４は、ステアリングローラ１の端部を回転自在に支持して、回動プレート７に固定されたサイド支持部材６に沿って移動可能である。
【００４４】
ベルトクリーニング装置１０２とステアリングローラ１は、平行を保った状態で、サイド支持部材６に対する交差角度を変更可能である。ベルトクリーニング装置１０２は、ステアリングローラ１と一体となって傾動して、ステアリングローラ１の常に一定の位置において、中間転写ベルト１０１を介してクリーニングブレード１０２ｂの先端を圧接させる。クリーニングブレード１０２ｂは、ステアリングローラ１に対して常に平行を保つように配置されて、中間転写ベルト１０１に対するクリーニングブレード１０２ｂの当接長さの全域で摩擦状態を均一に確保する。中間転写ベルト１０１に寄り移動が発生して、ステアリングローラ１が傾動している間も、中間転写ベルト１０１とクリーニングブレード１０２ａの当接状態が同一に保たれて、転写残トナーの回収が行われる。
【００４５】
（自律ステアリング方式の課題）
ところで、図７の（ａ）に示すように、画像形成が開始されると、矢印Ｖ方向に中間転写ベルト１０１の搬送が開始される。すると、中間転写ベルト１０１に接触しているクリーニングブレード１０２ｂは摩擦力によって中間転写ベルト１０１の搬送方向に力を受ける。と同時に、クリーニングブレード１０２ｂが取り付けられているベルトクリーニング装置１０２も中間転写ベルト１０１の搬送方向に力を受ける。ベルトクリーニング装置１０２は端部をステアリングローラ１のスライド軸受け４に取り付けられていることから、ステアリングローラ１及び回動プレート７は、ベルトクリーニング装置１０２から矢印Ａ方向に曲げ力を受ける。曲げ力を受けて回転軸２１及びフレームステー８が変形すると、ステアリングローラ１と回動プレート７が下がって、中間転写ベルト１０１に所望のテンションが付与されなくなって画像不良につながる。下がっても接触しないように周囲の部品との間により大きなスペースを設ける必要があるため、画像形成装置１００が大型化する。
【００４６】
そこで、以下の実施例では、ベルトクリーニング装置１０２の回収トナー容器３１の下面を、画像形成装置１００に付設された制御ボックス３２に当接させて支持している。回転軸２１及びフレームステー８に作用する力を制御ボックス３２に分担させることで、回転軸２１及びフレームステー８の負担を軽減している。
【００４７】
（実施例１の特徴構成）
図８は実施例１における第二の支持部の斜視図である。図９はステアリング動作時の第二の支持部の移動の説明図である。図１０は張力印加方向と第二の支持部の摺擦方向の関係の説明図である。
【００４８】
図１に示すように、ステアリングローラ１は、駆動ローラ１１０から離れた位置で中間転写ベルト１０１を張架して、中間転写ベルト１０１に従動回転する。図７に示すように、摺擦部材の一例であるクリーニングブレード１０２ｂは、ステアリングローラ１との間に中間転写ベルト１０１を挟み込んで摺擦する。
【００４９】
図５に示すように、ステアリングローラ支持部の一例であるサイド支持部材６は、ステアリングローラ１の端部を中間転写ベルト１０１の張力付与方向へ移動可能に支持する。付勢部材の一例であるテンションバネ５は、一対のサイド支持部材６をそれぞれ張力付与方向へ付勢する。図７に示すように、クリーニングユニットの一例であるベルトクリーニング装置１０２は、ステアリングローラに対向する位置でクリーニング部材の一例であるクリーニングブレード１０２ｂにより中間転写ベルト１０１をクリーニングする。
【００５０】
図４に示すように、第一の支持機構の一例である回転軸２１は、フレームステー８に配置されて、ステアリングローラ１の回転軸線に垂直な所定の回転軸線の周りでステアリングローラ１及びベルトクリーニング装置１０２を傾動自在に支持する。
【００５１】
図９に示すように、第二の支持機構の一例であるバックアップ面３２ａは、中間転写ベルト１０１の移動に伴って回転軸２１に作用する力を軽減させるように、ベルトクリーニング装置１０２を所定の回転軸線の周りで傾動自在に支持する。
【００５２】
図８に示すように、ベルト側支持部の一例であるバックアップ受け面３１ａは、ベルトクリーニング装置１０２の下向き面に配置される。バックアップ受け面３１ａは、所定の回転軸線の周りで中間転写ベルト１０１及びクリーニングブレード１０２ｂと一体に傾動する。
【００５３】
筐体側支持部の一例であるバックアップ面３２ａは、画像形成装置１００の筐体構造に固定された上向き面の一例である制御ボックス３２に配置される。バックアップ面３２ａは、バックアップ受け面３１ａに接触してステアリングローラ１及びベルトクリーニング装置１０２を支持する。バックアップ受け面３１ａとバックアップ受け面３２ａとは、所定の回転軸線と平行に形成されているため、張力付与方向へステアリングローラ１が移動しても、所定の接触状態を維持して力を分担可能である。バックアップ受け面３１ａとバックアップ受け面３２ａとは、耐摩耗性樹脂材料が表面に配置された一対の摺擦面である。
【００５４】
図１に示すように、画像形成装置１００には、本体フレームに固定して制御ボックス３２が付設されている。図８に示すように、制御ボックス３２は、磁気シールドを兼ねた鋼板で形成され、内部に、電源装置、高圧電源基板、制御基板、信号処理回路等を収容している。回収トナー容器３１のバックアップ受け面３１ａに当接するように、制御ボックス３２の上面にバックアップ面３２ａが形成されている。回収トナー容器３１のバックアップ受け面３１ａと制御ボックス３２のバックアップ面３２ａとは、当接して負荷を受け持つために必要な位置関係及び剛性を備えている。バックアップ受け面３１ａとバックアップ面３２ａとは、互いに当接して回転軸２１の回転軸線方向及び回転軸２１を中心とする円周方向に微小に摺動するため、摺動性を有するポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、フッ素樹脂（ＦＲＰ）などで形成される。これにより、中間転写ベルト１０１の自律ステアリングに必要なステアリングローラ１の傾動自在な性質が損なわれない。
【００５５】
上述したように、クリーニングブレード１０２ｂは当接部で中間転写ベルト１０１の移動方向に力を受け、その力はベルトクリーニング装置１０２、スライド軸受け４を介してステアリングローラ１に矢印Ａ方向の力が作用する。このとき、矢印Ａ方向の力は、ベルトクリーニング装置１０２のバックアップ受け面３１ａから制御ボックス３２のバックアップ面３２ａへ伝達されて、回転軸２１、及びフレームステー８の負荷上昇が軽減される。
【００５６】
図９に示すように、制御ボックス３２のバックアップ面３２ａは、回転軸２１を中心とする曲率半径Ｒ２の上向きに凹な円周面である。バックアップ受け面３１ａ及びバックアップ面３２ａは、ステアリングローラ１と回動プレート７を回動可能に支持する回転軸２１と略同軸上に形成される。ベルトクリーニング装置１０２のバックアップ受け面３１ａは、回転軸２１から距離Ｒ２のピークを形成した曲率半径Ｒ２よりもわずかに小さい曲率半径α１の下向きに凸な円周面である。
α１＞α２
【００５７】
図８に示すように、中間転写ベルト１０１に寄り移動が発生すると、ステアリングローラ１が自律的に傾動して中間転写ベルト１０１をステアリングする。図９に示すように、ステアリングローラ１の傾動に伴って、バックアップ受け面３１ａは、回転軸２１に近い位置でバックアップ面３２ａを摺擦する。このとき、バックアップ受け面３１ａが回転軸２１と同軸上の円周面であるため、バックアップ受け面３１ａとバックアップ面３２ａとはほぼ等しい接触状態を維持する。図７に示すように、ステアリングローラ１のステアリング動作に回動抵抗を与えることなく、ステアリングローラ１が矢印Ａ方向に傾くことを防止できる。
【００５８】
図１０の（ａ）に示すように、テンションバネ５がステアリングローラ１を付勢して移動させる方向と平行にベルトクリーニング装置１０２のバックアップ受け面３１ａと制御ボックス３２のバックアップ面３２ａとが形成されている。ベルトクリーニング装置１０２のバックアップ受け面３１ａと制御ボックス３２のバックアップ面３２ａとは、回動プレート７の回転軸２１と平行に形成されている。
【００５９】
なお、画像形成装置１００の本体側に設けられたバックアップ面（３２ａ）は、制御ボックス（電源ボックス、基盤ホルダ）上に限定されず、画像形成装置１００を構成する本体フレームに形成されてもよいし、別の部品に設けられても良い。
【００６０】
（実施例１の効果）
図３に示すように、実施例１では、自律ステアリング方式を採用しており、ステアリングローラ１が左右の摩擦力のバランスにより自動的に中間転写ベルト１０１の寄り移動制御を行う。ステアリングローラ１の左右の摩擦抵抗バランスがメカニカルフィードバックを発生し、中間転写ベルト１０１に寄り移動が発生すると、ステアリングローラ１が自律的に傾動して寄り移動を相殺する。メカニカルフィードバックは、モータを用いないので、中間転写ベルト１０１の寄り制御に伴う電力消費が皆無である。自律ステアリング方式は、部品点数が少なく、簡易で低コストのベルト寄り制御方法である。
【００６１】
中間転写ベルト１０１の寄り移動を検出するセンサ、センサの出力からステアリングローラ１の傾動量を演算してモータを作動させる制御手段、モータの回転角度をステアリングローラ１の傾動量に変換する駆動伝達機構がいずれも不要である。寄り制御の精度がセンサによる寄り量の検出精度と無関係である。センサの突発的な出力変動に起因する中間転写ベルト１０１の不必要な寄り移動が発生して、中間転写ベルト１０１を蛇行させることもない。
【００６２】
図８に示すように、実施例１では、ステアリングローラ１のほぼ中央且つ回転軸２１の近傍にバックアップ受け面３１ａを設け、画像形成装置１００の本体側にバックアップ受け面３１ａと当接するバックアップ面３２ａを形成している。バックアップ受け面３１ａを回転軸２１と同軸上の円周面とすることで、中間転写ベルト１０１の搬送方向の力に対して、ステアリングローラ１のステアリング動作に影響を与えることなく、ステアリングローラ１及び回動プレート７の変形を抑える。
【００６３】
図７に示すように、実施例１では、ステアリングローラ１に下向きの力が発生した場合に、バックアップ面３２ａがバックアップ受け面３１ａを支持する。このため、クリーニングブレード１０２ｂの摺擦抵抗が変化して、矢印Ａ方向の力が大きく変動した場合に、ベルトクリーニング装置１０２が振動して振動音を発生したり、大きく沈み込んで一次転写部におけるトナー像の転写が妨げられたりしない。矢印Ａ方向の力が大きくなっても、ステアリングローラ１を支持する回動プレート７、回転軸２１、ロータリーダンパー２０、及びフレームステー８が矢印Ａ方向に変位又は変形しないで済む。
【００６４】
実施例１では、ステアリングローラ１が中間転写ベルト１０１の移動方向の力を受けた場合でも、中間転写ベルト１０１に所望のテンションが付与されて画像不良が発生しにくい。中間転写ベルト１０１の移動方向に大きな力が加わった場合でも、自律ステアリング方式のステアリング動作を妨げることなくステアリングローラ１およびその支持構造が傾きにくいため、安定したベルト搬送を実現できる。バックアップ受け面３１ａとバックアップ面３２ａとを当接させる構成は、周囲の部品との間に大きなスペースを設ける必要がないため、画像形成装置の小型化に利する。
【００６５】
＜実施例２＞
図１１は実施例２におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。図１１に示すように、複数の像担持体の一例である感光ドラム１０３は、中間転写ベルト１０１に当接する。接離機構は、中間転写ベルト１０１を移動させて感光ドラム１０３に中間転写ベルト１０１を接離させる。バックアップ受け面３１ａとバックアップ面３２ａの当接長さは、接離機構の動作に伴うステアリングローラ１の所定の回転軸線に沿った移動長さよりも長い。
【００６６】
図１１の（ａ）に示すように、フルカラーモードでは、４色のトナー像を中間転写ベルト１０１上に転写する必要があるため、中間転写ベルト１０１に４色全ての感光ドラム１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）を当接させる。このとき、中間転写ベルト１０１が一次転写ローラ１０７（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）によって下方へ押圧されるため、テンションバネ５が縮んでステアリングローラ１が二次転写内ローラ１１０側へ移動している。
【００６７】
一方、ブラック単色モードでは、中間転写ベルト１０１にブラックの感光ドラム１０３（Ｂｋ）を当接させるが、残りの３色の感光ドラム１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ）は中間転写ベルト１０１から離間させる。感光ドラム１０３（Ｙ、Ｍ、Ｃ）の不必要な摩耗を回避して交換寿命を引き伸ばす等が目的である。このとき、一次転写ローラ１０７（Ｙ、Ｍ、Ｃ）が上方へ移動して、中間転写ベルト１０１を下方へ押圧しなくなるため、テンションバネ５が伸びてステアリングローラ１が外側へ移動して中間転写ベルト１０１のたるみを吸収する。
【００６８】
図１１の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト１０１の交換時には、一次転写ローラ１０７（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）に加えて張架ローラ１１４も上方へ移動して、中間転写ベルト１０１に最大のたるみが発生する。このとき、テンションバネ５がさらに伸びてステアリングローラ１が外側へ移動して中間転写ベルト１０１のたるみを吸収する。
【００６９】
これらの場合において、バックアップ受け面３１ａ及びバックアップ面３２ａがステアリングローラ１の移動方向と平行に配置されているため、バックアップ受け面３１ａとバックアップ面３２ａが円滑に摺擦して、中間転写ベルト１０１にたるみを発生しない。
【００７０】
＜実施例３＞
図１２は実施例３におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。実施例１では、バックアップ受け面３１ａ及びバックアップ面３２ａは、円周面と円周面の組み合わせで構成としたが、本発明は、円周面と円周面の組み合わせには限定されない。曲面と平面、平面と平面の組み合わせでもよい。
【００７１】
図１２に示すように、実施例３では、対向面の一方の一例であるバックアップ面３２ａは、所定の回転軸線を中心軸とする部分円筒面に形成されている。対向面の他方の一例であるバックアップ受け面３１ａは、バックアップ面３２ａに案内される転がり部材を有する。
【００７２】
コロ１３３を介して回収トナー容器３１のバックアップ受け面１３１ａと制御ボックス３２のバックアップ面１３２ａとが当接する。コロ１３３は、バックアップ面１３２ａ上に不図示の回転軸で回転自在に取り付けられている。回収トナー容器３１のバックアップ受け面１３１ａは、ステアリングローラ１の回転軸２１を中心とするコロ１３３の内側の包絡円周面になるように形成されている。
【００７３】
なお、回収トナー容器３１のバックアップ受け面１３１ａにコロ１３３を取り付けて、制御ボックス３２のバックアップ面１３２ａをコロ１３３の外側の包絡円周面になるように形成してもよい。
【００７４】
＜実施例４＞
図１３は実施例４におけるベルトクリーニング装置支持構造の説明図である。実施例１では、回収トナー容器３１の下面を、上向き面に当接させて下から支える構成としたが、本発明は、面を面で当接支持する構成には限定されない。ベルトクリーニング装置１０２は、上方から吊り下げて支持してもよい。支持させる構造は、画像形成装置の筐体には限らず、中間転写ユニットのフレーム枠構造でもよい。
【００７５】
図１３の（ａ）に示すように、実施例４では、回収トナー容器３１に、回転軸２１とほぼ同一軸上に支持軸２２１が取り付けられている。支持軸２２１は、画像形成装置１００のフレームに取り付けられた軸受け１２２に回転自在に支持されている。軸受け１２２は、水平方向に若干のがたつきを持たせて支持されているので、左右のテンションバネ５の自由な伸縮を妨げない。
【００７６】
なお、破線で示すように、中間転写ユニット１２４の側板８Ｆから延長したフレーム枠８Ｗに軸受１２２を支持させてもよい。フレーム枠８Ｗに回収トナー容器３１の当接面を配置してもよく、フレーム枠８Ｗから回収トナー容器３１を吊り下げ支持してもよい。いずれの構成にせよ、フレーム枠８Ｗに回収トナー容器３１が支持されることで、回転軸２１に作用する曲げモーメントが軽減され、回動プレート７、フレームステー８等の負担が軽減される。
【００７７】
＜実施例５＞
本発明は、駆動を伴わないベルト部材の自律的な寄り制御を行うステアリングローラを回動自在に２か所以上で支持する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００７８】
従って、自律的なベルト部材の寄り制御を採用した画像形成装置であれば、タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型の区別無く実施できる。ベルト部材は、中間転写ベルト以外の転写ベルトや定着ベルトであってもよい。
【００７９】
本発明は、クリーニングブレード１０２ｂ以外の要因で中間転写ベルト１０１に大きな下向き力がかかった場合にも、ステアリングローラ１及びその支持台が下方へ移動したり振動したりすることを防止できる。図３に示すように、摺擦部の一例である摺動リング部３は、ステアリングローラ１の両端部に配置され、中間転写ベルト１０１に対する従動回転を規制されて中間転写ベルト１０１の縁領域に摺擦する。そして、中間転写ベルト１０１の駆動ローラ１１０に駆動が入力され中間転写ベルト１０１が回転し始める際に、静止摩擦力を破るために中間転写ベルト１０１の移動方向に力が働く。
【００８０】
このような場合においても、第一の支持機構と第二の支持機構とが力を分担することで、回転軸を両持ちして歪みや応力が軽減されて、ステアリングローラ１がその支持台ごと傾くことがない。
【００８１】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【符号の説明】
【００８２】
１  ステアリングローラ、２  従動ローラ部、３  摺動リング部
４  スライド軸受け、５  テンションバネ、６  サイド支持部材
７  回転プレート、８  フレームステー、９  スライドコロ
２０  ロータリーダンパー、２１  回転軸
３０  ステアリングローラ軸、３１  回収トナー容器
３１ａ  バックアップ受け面、３２  制御ボックス
３２ａ  バックアップ面、１００  画像形成装置
１０１  中間転写ベルト、１０２  ベルトクリーニング装置
１０３  感光ドラム、１０４  帯電ローラ、１０５  露光装置
１０６  現像装置、１０７  転写ローラ
１０９Ｙ、１０９Ｍ、１０９Ｃ、１０９Ｂｋ  画像形成部
１１０  駆動ローラ、１１１  二次転写ローラ
１１２  定着装置、１１３、１１４  張架ローラ
【図１】
2014178505.tif 000003
【図２】
2014178505.tif 000004
【図３】
2014178505.tif 000005
【図４】
2014178505.tif 000006
【図５】
2014178505.tif 000007
【図６】
2014178505.tif 000008
【図７】
2014178505.tif 000009
【図８】
2014178505.tif 000010
【図９】
2014178505.tif 000011
【図１０】
2014178505.tif 000012
【図１１】
2014178505.tif 000013
【図１２】
2014178505.tif 000014
【図１３】
2014178505.tif 000015