JP2006001670A - ベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造で、ベルトの蛇行を防止することができるベルト装置を提供する
【解決手段】 従動ローラ２８の両端部に従動ローラ２８とは別体で形成されたプーリー２９ａ，２９ｂが設けられ、転写ベルト２４の幅方向の両側縁部には、プーリー２９ａ，２９ｂの軸方向外側に係止されるリブ２４ａ，２４ｂを設けている。転写ベルト２４の走行中に左側への偏りが発生した場合、転写ベルト２４の右側端部のリブ２４ａが、従動ローラ２８の右側端部に設けられているプーリー２９ａの軸方向の外側により規制され、従動ローラ２８の位置に置いて、左側への蛇行が補正される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ベルト装置、特に画像形成装置の転写ベルトの蛇行防止装置に関する。

画像形成装置、特にカラー複写機やカラープリンター等のカラー画像形成装置においては、単一ドラム型に比較して高速処理が可能な多段ドラム型（タンデム型）のものが主流になりつつある。このタンデム型のカラー画像形成装置は、用紙搬送方向に、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの色別に画像形成部が並べて配置されており、これら各色の画像形成部により順次カラーのトナー画像が形成される。

そして、各色の画像形成部は像担持体である転写ベルトに対向して配置されており、各色の画像形成部で順次形成されたトナー画像が一次転写手段により転写ベルトに転写される。転写ベルトは複数のローラ上にエンドレスに巻き付けられており、二次転写手段により転写ベルト上のトナー画像が転写材へ転写される。一方、転写材は給紙部からレジストローラ対を経由して転写位置に搬送される。

このような画像形成過程で、複数のローラ上にエンドレスに巻き付かれている転写ベルトの走行方向において波打ちまたは蛇行が発生する場合がある。転写ベルトに蛇行が発生すると、本来直角の画像が平行四辺形の画像となるなど画像の歪み及び各色の転写ずれなどが発生する。また、転写ベルトに波打ちが発生すると、画像変形、転写抜けなどが発生する。

各色の画像を正確に重ね合わせ、画像の歪みがない高画質の画像を得るためには、転写ベルトに蛇行や波うちが発生せず、安定して駆動搬送されることが必要である。そこで、ベルトの両サイドの裏側にリブを設け、保持するロール側にリブが当たって蛇行を防止する方法が提案されている。また、駆動ローラの両端部をクラウン形状にして、蛇行を防止しようとする方法も提案されている。また、ベルトの蛇行に連動して舵取りロールが傾斜して、蛇行の補正を行う技術が提案され、ベルトの蛇行方向によって蛇行補正用のロールを変えて蛇行補正を行う技術も提案されている。
特開平３−２１１１３８号公報 特開平９−６０６９３号公報

しかし、特開平３−２１１１３８号公報に記載のベルトの両サイドにリブを設ける方法は、蛇行防止に効果があるが、ベルトの両サイド周長の差、ロール間の平行度など何らかの要因でベルトに大きな蛇行が発生した場合、ベルトの両サイドのリブがロール上に乗り上げる場合がある。また、特開平９−６０６９３号公報に記載の構造では、蛇行補正ロールを追加する必要があり、機械的構造が複雑になるだけでなく、装置全体のコストアップにも繋がる。

そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、ベルトの蛇行を防止することができるベルト装置を提供することにある。

請求項１に係るベルト装置は、駆動ローラと、従動ローラと、プーリーと、ベルトとを備えており、ベルトの両側縁部にはリブが形成されている。ここで、駆動ローは駆動部により駆動され、ベルトを駆動走行させるためのものである。従動ローラは、駆動ローラに対向して配置され、駆動ローラとともにベルトを張架させるためのものである。プーリーは従動ローラの両端部に設けられ、従動ローラに対して同軸かつ相対回転自在に配置されており、ベルトの蛇行防止用のものである。リブは、ベルトの両側縁部に設けられ、プーリー軸方向の外側に係止可能な蛇行防止用のものである。

この装置では、駆動ローラと従動ローラとの間に張架されているベルトは駆動ローラにより駆動走行される。その際、ベルトの両側縁部に設けられたリブが従動ローラの両端部に設けられたプーリーの軸方向の外側に係止されるため、ベルトの蛇行の発生を抑えることができる。従来、ベルトの両サイドにリブを設けたものもあるが、ベルトの両端部の周長の差によりベルトの幅方向における周速差が大きい場合、ベルトに大きな蛇行が発生し、リブがローラ上に乗りあがる場合がある。しかし、ここでは従動ローラの両端部に、従動ローラに対して同軸かつ相対回転自在にプーリーを設けているため、ベルトに設けられたリブの係止面が当接して一体的に回転する。したがって、ベルトの蛇行を抑制することができる。また、リブの係止面の摩耗を低減することもできる。

また、従動ローラ側がフリーであり、駆動ローラと従動ローラとの間隔が大きく、ベルトの長さが長い場合は、ベルトの加工精度またはローラの円筒度の偏差などの理由でベルトに蛇行が発生すると、従動ローラ側に蛇行規制手段がないためベルトの蛇行が次第に発展することとなる。しかし、本発明では、従動ローラ側にプーリーを設けているため、従動ローラ側からベルトの走行を規制することができ、プーリーを駆動ローラ側に設けた場合と比べて、蛇行防止の効果が顕著である。

請求項２に係るベルト装置は、請求項１の装置において、従動ローラの直径は、ローラの軸方向において、中心部の直径が両端部の直径より大きくなっている。

この装置では、従動ローラの形状がいわゆるクラウン形状となっている。一般的に、ベルトはベルトの張力が大きい方向、すなわちローラによる圧接力が大きい方向に偏る性質を有している。そこで、ベルト走行中にベルトの蛇行が発生し、ベルトが左端または右端に偏った場合、従動ローラの形状をクラウン形状にすると、ローラの中心部の圧接力が大きいため、ベルトは自然に中心部に戻ってくるようになり、蛇行を防止することができる。

本発明では、ベルトの従動ローラの両端部にプーリーを設け、ベルトの両側縁部に設けられたリブと係止させることで、簡単な構造でベルトの蛇行を防止することができ。

図１は、本発明の一実施形態が採用されたタンデム型カラープリンターの１の本体の主要部の構成を示す図である。このカラープリンター１は、カラー画像形成のための画像形成部２と、画像形成部２で形成されたトナー画像を転写材に転写する転写部３と、転写材を供給する給紙部４と、転写材の搬送と画像形成を同期させるためのレジストローラ部５と、レジストローラ部５に到達した転写材を転写位置にガイドする転写材搬送ガイド機構６と、転写材に転写されたトナー画像を定着させる定着部７と、転写材を排出する排紙部８とを有している。

画像形成部２は、カラープリンターのほぼ中央に位置しており、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの４色に対応して、４つのプロセスユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられ、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、感光体ドラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに対向して配置され感光体ドラムの表面に形成されたトナー画像を転写する一次転写ローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと、像担持体としての転写ベルト２４とを含んでいる。

ここで、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの４色に対応する４つのプロセスユニットの内部構成は同様であるため、ブラックプロセスユニット２１ａを例としてその構成を説明する。図２に示すように、ブラックプロセスユニット２１ａの感光体ドラム２２ａの周囲には、帯電装置１０１ａ、露光装置１０２ａ、現像装置１０３ａ、クリーニング装置１０４ａ、除電装置１０５ａが配置されている。

給紙部４は、画像形成部２の下方に設けられており、転写材を収納するカセット４１と、収納されている用紙を取り出すためのピックアップローラ４２，４３と、用紙を１枚ずつ搬送路に送り出すための給紙ローラ対４４，４５とが設けられている。給紙部４から搬送された転写材は縦搬送路４６を通して転写位置に搬送される。この縦搬送路４６の搬送方向下流側にはレジストローラ対５ａ，５ｂが設けられており、レジストローラ対５ａ，５ｂは、給紙部４から搬送されてきた転写材を待機させ、転写ベルト２４における画像形成との同期を図って転写位置Ａに送り出す。

定着装置７は、転写部３の上方に設けられ、転写材上に転写されたトナーを溶融定着するためのものである。定着装置７は、ヒータを内蔵する加熱ローラ７ａと加熱ローラ７ａに圧接する加圧ローラ７ｂとを有しており、両ローラ間に転写材を挟持して搬送するとともに、転写材表面に転写されたトナー画像を加熱定着させる。定着装置７の上方には、排出ローラ８１ａ，８１ｂが設けられており、トナー画像が形成された転写材は排出ローラ８１ａ，８１ｂを介してカラープリンターの最上部に設けられている排紙部８に排出される。

転写ベルト２４は、図１に示すように、各感光体ドラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの上方に配置されていて、図示しないモーターなどの駆動手段により回転駆動される駆動ローラ２５ａと、駆動ローラ２５ａから離間して配置される従動ローラ２８との間に張設され循環駆動されている。また、２５ａと従動ローラ２８との間にはテンションローラ２５ｂが設けられている。テンションローラ２５ｂは、図示しないテンション調整機構により、転写ベルト２４のテンションを維持している。一次転写ローラ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、転写ベルト２４を介してそれぞれ感光体ドラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに圧接するように付勢されており、このことにより転写ベルト２４は感光体ドラム２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄに圧接されている。また、従動ローラ２８と対向する位置には転写ベルト２４に付着したトナーなどをクリーニングするための中間転写クリーニング装置２６が設けられている。

ここで、図２および図３に示すように、転写ベルト２４の幅方向の右側縁部にリブ２４ａが設けられている。転写ベルト２４の左側縁部にも同様なリブ２４ｂが設けられている。また、従動ローラ２８は、ローラの中央部の直径がローラの両端部の直径より０．２ｍｍ程度大きくなるいわゆるクラウン形状となっている。従動ローラ２８の両端部には、従動ローラとは別体で形成されたプーリー２９ａ及び２９ｂが設けられている。そして、転写ベルト２４の右側縁部のリブ２４ａは、従動ローラ２８の右側に設けられているプーリー２９ａの軸方向外側に係合され、転写ベルト２４の左側縁部のリブ２４ｂは、従動ローラ２８の左側に設けられているプーリー２９ｂの軸方向外側に係合されている。

次に画像形成動作について説明する。まず、カラープリンターに電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部の温度設定を行うなどの初期設定を実行する。図示しない画像データ入力部によりネットワークなどによって接続されたパーソナルコンピュータなどから画像データが受け取られる。ここで受け取られた画像データは、画像形成部２に送られる。

画像形成部２の各プロセスユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにおいては受け取った画像データに基づいてトナー画像が形成されるが、ここではブラックプロセスユニット２１ａを例として画像形成動作を説明する。まず、帯電装置１０１ａにより感光体ドラム２２ａが帯電され、露光装置１０２ａによりブラックの画像データに対応した露光が行われ、ブラックの画像データに対応した静電潜像が感光体ドラム２２ａの表面に形成される。この静電潜像は、ブラック現像装置１０３ａでトナー画像化され、一次転写ローラ２３ａに印加された転写バイアスによって転写ベルト２４上に転写される。なお、感光体ドラム２２ａに残留した残留現像剤は、クリーニング装置１０４ａによりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。さらに、除電装置１０５ａにより感光体ドラム２２ａの除電が行われる。このような動作が他の色、マゼンタプロセスユニット２１ｂ、シアンプロセスユニット２１ｃ、イエロープロセスユニット２１ｄに関しても行われて、転写ベルト２４上にフルカラーのトナー像が形成される。

同時に、給紙部４において、給紙カセット４１から転写材がピックアップローラ４２，４３により取り出され、給紙ローラ対４４，４５を介して縦搬送路４６に送り出される。その後、レジストローラ対５ａ，５ｂから転写ベルト２４上の画像形成にタイミングを合わせて搬送された転写材は、転写材搬送ガイド機構６により転写部３に案内される。転写部３において、二次転写ローラ３１は転写ベルト２４に当接し、二次転写ローラ３１に印加された二次転写バイアスにより、転写ベルト２４上に形成されたフルカラーのトナー像が転写材に転写される。さらに転写材に転写されたフルカラーのトナー像は定着手段７による加熱・加圧によって転写材に定着され、フルカラーのトナー像が形成された転写材は排紙部８に排出される。また、転写ベルト２４に残留したトナーは、中間転写クリーニング装置２６によってクリーニングされ、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。

このような画像形成過程において、図示しない駆動装置により駆動ローラ２５ａが駆動回転されると、転写ベルト２４の走行が開始される。転写ベルト２４の走行に従動され、転写ベルト２４を張架するテンションローラ２５ｂ、従動ローラ２８も回転される。その際、例えばベルト両サイドの周長の差などにより、駆動ローラ２５ａと従動ローラ２８との間で、転写ベルト２４の左側への偏りが発生した場合、転写ベルト２４の右側端部のリブ２４ａが、従動ローラ２８の右側端部に設けられているプーリー２９ａのエッジにより規制され、従動ローラ２８の位置に置いて、左側への蛇行が補正される。また、プーリー２９ａは、従動ローラ２８とは別体で構成されており、プーリー２９ａの軸方向外側と転写ベルト２４の右側端部リブ２４ａとの間には０〜１ｍｍの間隔があるため、プーリー２９ａが左右に移動しながら転写ベルト２４の蛇行を補正することができ、転写ベルト２４の右側端部のリブ２４ａへの摩耗を低減させることができる。

また、本発明において、従動ローラ２８は、ローラの中央部の直径がローラの両端部の直径より０．２ｍｍ程度大きくなるいわゆるクラウン形状となっている。ベルトはベルトの張力が大きい方向、すなわちローラによる圧接力が大きい方向に偏る性質を有している。そこで、転写ベルト２４の走行中にベルトの蛇行が発生し、転写ベルト２４が左側に偏った場合、従動ローラ２８の形状がクラウン形状となっているため、ローラの左側の圧接力が小さく、ローラの中心部の圧接力が大きい。したがって、転写ベルト２４は自然に中心部に戻ってくるようになり、蛇行を防止することができる。

［本実施例の効果］
本実施形態では、従動ローラ２８の両端部に従動ローラ２８とは別体で形成されたプーリー２９ａ，２９ｂが設けられ、転写ベルト２４の幅方向の両側縁部には、プーリー２９ａ，２９ｂの軸方向外側に係止されるリブ２４ａ，２４ｂを設けている。転写ベルト２４の走行中に左側への偏りが発生した場合、転写ベルト２４の右側端部のリブ２４ａが、従動ローラ２８の右側端部に設けられているプーリー２９ａの軸方向の外側により規制され、従動ローラ２８の位置に置いて、左側への蛇行が補正される。右側への蛇行が発生した場合も、同様な方法で蛇行を修正することができる。したがって、転写ベルト２４の長さが長い場合でも、従動ローラ２８における規制により、簡単な構造で、ベルトの蛇行を修正することができ。

〔他の実施形態〕
本実施形態では、画像形成装置としてタンデムタイプのカラープリンターを用い、ベルトが転写ベルトである場合を例示しているが、画像形成装置としてモノクロのプリンタを用い、ベルトが感光体ベルト、原稿搬送用のベルトなどのものであっても本発明が適用可能であることは言うまでも無い。また、本発明は複写機やプリンタやファクシミリ等の画像形成装置に対しても適用することができる。

カラープリンターの主要部の構成図。 ブラックプロセスユニットの拡大図。 従動ローラ部におけるベルトの斜視図。 従動ローラ軸方向外側の拡大図。

符号の説明

２４ 転写ベルト
２４ａ，２４ｂ リブ
２５ａ 駆動ローラ
２８ 従動ローラ
２９ａ，２９ｂ プーリー

Claims (2)

1. 駆動部によって駆動される駆動ローラと、
   前記駆動ローラに対向して配置された従動ローラと、
   前記従動ローラの両端部に、前記従動ローラに対して同軸かつ相対回転自在に配置されたプーリーと、
   前記駆動ローラと前記従動ローラとの間に掛け渡されたベルトとを備え、
   前記ベルトの両側縁部には、前記プーリー軸方向の外側に係止可能な蛇行防止用のリブが形成されている、
   ベルト装置。
2. 少なくとも前記従動ローラの直径は、ローラの軸方向において、中心部の直径が両端部の直径より大きくなっている、請求項１に記載のベルト装置。

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