JP2009300663A

JP2009300663A - ベルト装置及び画像形成装置

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Publication number: JP2009300663A
Application number: JP2008154027A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Uchida; 内田智; Nobuto Yokokawa; 横川信人; Masaki Takahashi; 高橋正樹
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-06-12
Filing date: 2008-06-12
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-12
Also published as: JP5282452B2

Abstract

【課題】部品精度がばらついても確実に無端ベルトの寄り補正することができるベルト装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】少なくとも駆動ローラ１４、ステアリングローラ１５、入口ローラ１６と、該駆動ローラ１４、ステアリングローラ１５、入口ローラ１６に巻き掛けられた中間転写ベルト１０とを有し、駆動ローラ１４の回転によって中間転写ベルト１０が走行するベルト装置において、中間転写ベルト１０が予め一端側にのみ寄るように設定し、その設定した無端ベルトの一端側にベルト寄り補正手段を設けている。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも３本以上のローラと、該ローラに巻き掛けられた無端ベルトとを有し、上記ローラの１つが駆動ローラであり、該ローラの回転によって前記無端ベルトが走行するベルト装置及び画像形成装置に関するものである。

複数のローラに巻き掛けられて走行駆動される無端ベルト、特に幅広の無端ベルトを用いたベルト装置は知られており、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置においてもシート搬送装置、感光体ベルトユニット、定着装置等に用いられている。かかるベルト装置ではベルトに寄りが生ずると、画像の位置ズレ等の不具合を招くおそれがあり、このため、ベルトの寄りは規制或いは補正する必要がある。

具体的には、寄りを規制する場合はベルト裏面における幅方向の両端部にテープを貼ってガイドリブを形成し、それをローラ端部や溝で規制したりベルト端面を直接ローラ端部に設けたツバを設け直接規制したりするベルト寄り補正手段がある。

また、特許文献１にはベルト寄りをメカ的に検知及び補正する方法が開示されている。この特許文献１に記載されている方法によれば、ベルト端面に直接接触しべルトが実際寄って来たことを検知する部材(検知部材)から変位部材を介してステアリングローラをステアリングし、寄りを補正するようにしている。

特許文献１で提案しているベルト寄り補正方法は従来より実施されている光学センサーで寄りを検知しモータでローラをステアリングする方式や上記したベルトの端部に寄り補正ガイドテープを貼った方式と比較してコスト面等において優位である。

しかしながら、特許文献１ではステアリングローラが制御したい方向とは反対方向にベルトが寄って行くようになると都合が悪い。このため、ステアリングローラの片側は予め傾けておき、ベルトを意図する方向に寄らせることで装置は成立っているが、部品精度のばらつきによっては意図する方向にベルトが寄らないことも起こり得る。

特開２００６−１６２６５９号公報

本発明は、上記した従来の問題を解消し、部品精度がばらついても確実に無端ベルトの寄り補正することができるベルト装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも３本以上のローラと、該ローラに巻き掛けられた無端ベルトとを有し、上記ローラの１つが駆動ローラであり、該ローラの回転によって前記無端ベルトが走行するベルト装置において、前記無端ベルトが予め一端側にのみ寄るように設定し、その設定した無端ベルトの一端側にベルト寄り補正手段を設けたことを特徴とするベルト装置を提案する。

なお、本発明のベルト装置において、前記ベルト寄り補正手段によって作動されるローラが前記無端ベルトの巻き付け角が最大の従動ローラであると有利である。

さらに、本発明のベルト装置において、前記ローラの位置を調整して前記無端ベルトが予め一端側にのみ寄るように設定するとともに、その調整するローラと前記ベルト寄り補正手段によって作動されるローラとが異なるローラであると有利である。

さらにまた、本発明のベルト装置において、前記ベルト寄り補正手段がローラに前記無端ベルトの寄りを検知する検知部材を設け、該検知部材の外径を取り付けたローラの外径より小さくすると有利である。

また、上記目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を中間転写ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置を提案する。

また、上記目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を定着ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置を提案する。

また、上記目的を達成するため、本発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を転写材搬送ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置を提案する。

なお、本発明の画像形成装置において、印刷ジョブ終了により停止した前記ベルト装置の無端ベルトを通常の回転とは逆方向に回転させると有利である。
さらに、本発明の画像形成装置において、前記無端ベルトの逆方向の回転がベルト１周より長いと有利である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記無端ベルトの逆方向の回転がベルト周長の整数倍にならない回転量にすると有利である。

本発明によれば、ベルトが巻き掛けられるローラのばらつきやその取り付けのばらつき等を考慮してベルトを寄り方向を設定しているため、確実に寄りを検知し、寄り補正装置を作動できるため、安定性、信頼性を向上させることができる。しかも、ベルト寄りを検知する部材を確実に動かすことができるので、ベルト寄り補正を安定して実施することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。

複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうちローラ１５が図示していない駆動装置によって回転駆動される駆動ローラで構成され、該ローラ１５により中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラ１４，１６が従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの画像形成手段１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。

４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置６２が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置２１は、各作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。

一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。

図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。

上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。

なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。

さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。

そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。

または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。

ところで、上記画像形成装置において、中間転写ベルト１０が幅広の無端ベルトで構成されている。そして、この中間転写ベルト１０にベルト寄りが発生すると、画像の位置ズレを招き画像品質を劣化させる。

このとき、中間転写ベルト１０のベルト寄りを補正する手段を設けるが、このベルトが寄る方向を予め設定すれば、補正の制御が行い易くなる。
本発明者はベルトの寄りについて種々研究したところ、張架したローラが３本以上設置したベルト装置において、寄り補正をステアリングローラで実施した場合には、張架ローラ間の幾何学的関係が重要となることを見出した。そして、一般的にベルトが寄る原因は基準となるローラに対する各ローラの幾何学的傾き(平行度のずれ)に依存し、図２に示すように、駆動ローラに対してベルトの進入前と巻き付き後にローラの傾きにより角度差が発生するため、ベルトが寄って行くことが判った。

そこで、本発明ではベルト寄りを制御したい方向に対してベルトが逆方向に寄っていかないように設定し、ベルト寄り補正を確実に行うしようとするものであり、図１の中間転写ベルト１０のように３本のローラ１４，１５，１６に巻き掛けられているものを例に取り説明する。

図３ないし図５において、３本のローラが駆動ローラ１４、ステアリングローラ１５、入口ローラ１６であり、駆動ローラ１４を他の２本のローラ１５，１６の基準としている。この基準となる駆動ローラ１４に対して入口ローラ１６を、奥側を支点として手前側を「−Ｘ」の方向にずらしてローラ軸線をねじらしたとする。このときの中間転写ベルト１０の搬送方向は時計回りとすると、ステアリングローラ１５においてベルトは手前方向に寄りが発生する。

逆に、駆動ローラ１４に対して入口ローラ１６を、手前側を「＋Ｘ」の方向にずらしてローラ軸線をねじらしたときには中間転写ベルト１０の搬送方向は時計回りとすると、ステアリングローラ１５においてベルトは奥方向に寄りが発生する。このように、入口ローラ１６の位置を調整して中間転写ベルト１０の寄り方向を設定しており、入口ローラ１６が寄りを調整するローラとして構成されている。

従って、ステアリングローラ１５がベルト１０を前側に寄せて制御(寄り補正)を行うのか、奥側方向にベルトを寄せるように制御するのかによって前述の入口ローラ１６のねじれ方向は重要となる。

次に、ステアリングローラ１５に用いた寄りを補正するベルト寄り補正手段の具体例について説明する。これは、ベルトが軸方向に変位することに伴ってステアリングローラ１５に傾きを付与し、ベルトの寄りを補正するものである。

図６及び図７において、中間転写ベルト１０の内周片端に寄りガイド７２が設けられており、この寄りガイド７２のベルト内側には、ステアリングローラ１５と同径の短コロであるベルト移動検知部材７３が配され、さらに内側のスプリング７４を用いて寄りガイド７２に常に当接させられている。ベルト移動検知部材７３と一体に形成され軸方向に変位可能なローラ軸変位部材７５は、不図示の本体フレームに固定された案内部材７６に、その錐面（傾斜部）を接触させており、中間転写ベルト１０が図において左方向に寄り始めると、スプリング７４の作用に抗してベルト移動検知部材７３と共に変位し、案内部材７６を錐面が滑動することで、ステアリングローラ１５は、水平線（点線で示す）に近づく方向に持ち上げられる。すると、中間転写ベルト１０の軸方向へ寄る力が弱まり、やがて釣り合い状態にてベルトの寄りは収束する。なお、ステアリングローラ１５にクリーニング装置１７を一体化する構成をとる場合など、ステアリングローラ１５を作動させる際に大きい寄り力が必要となることがある。その場合、寄り力が大きいままステアリングローラ１５が停止して、寄りガイド７２で規制された状態となる問題が懸念される。そこで、ステアリングローラ１５の作動を補助するスプリング７７を追加することで弱い寄り力においてもステアリングローラ１５が可動できるようにして、寄り耐久性に優れた寄り補正を実現してもよい。

かかるベルト寄り補正手段を用いた場合、ステアリングローラ１５の位置において中間転写ベルト１０がベルト移動検知部材７３を設けた側に予め寄るように設定すれば、寄り補正の制御が安定かつ確実に行うことができる。

そこで、ステアリングローラ１５の制御方向に中間転写ベルト１０ベルトが寄るように予め入口ローラ１６のねじれ許容方向を規制するように設定する。このとき、部品や設置のばらつき等を考慮してステアリングローラ１５で制御する方向に中間転写ベルト１０が寄るように設計する。

次に、ベルト寄り補正手段を設けるステアリングローラについて考察した。
例えば、図１に中間転写ベルト装置の場合、駆動ローラ１４、従動ローラ１５（ステアリングローラ１５）、入口ローラ１６の３本のローラである。ステアリングローラは軸線を傾けるため、駆動装置と駆動連結されている駆動ローラ１４は好ましくない。よって、ステアリングローラは従動ローラ１５と入口ローラ１６の何れかになる。

図８及び図９はローラとベルトの巻き付け量(巻き付け角)と寄り量の関係を示している。図９のグラフから明らかなように、ベルトのローラに対する巻き付け角度が大きい場合，ベルトの寄りをコントロールし易くなる。これはローラに巻きついている時間が長いことで変位量が多くなるためである。

よって、図８（ａ）に示すローラと、図８（ｂ）に示すローラではステアリングローラ１５に最適なのはベルトの巻き付け量（巻き付け角θ）が大きいローラとなる。

ところで、ベルト寄り補正手段としてはベルト寄りをベルト端面にベルト移動検知部材７３が接触して検知する方式を採用することもできる。この方式においては, ベルト端面が確実にベルト移動検知部材７３に接触させることで、より検知の精度を上げることができ、より安定した装置を得ることができる。

そこで、かかるベルト寄り補正手段の場合、図１０に示すようにベルト移動検知部材７３のボス部７３ａの外径Ｃをステアリングローラ１５の外径Ｂより小さくすることで、ベルト１０はベルト移動検知部材７３のＡ面にその端部を確実に接触させることができるようになる。もし、外径ＣがＢと同じ若しくは大きい場合はベルトが検知部材のＡ面ではなく，外径Ｃで示す箇所で擦れ合うようになるため、ベルト１０の寄り量を正しく検知できなくなり、ステアリングローラ１５を必要な角度まで回動することが難しくなる。

ところで、ベルト寄りをその端面にベルト移動検知部材７３を接触させて検知する方式においては、中間転写ベルト１０の端面に常にストレスが掛かっていることになる。

特に、マシン印刷ジョブが終了し停止している間も常にストレスが掛かっているとベルト材質によっては永久ひずみの原因となることがある。
そこで、印刷ジョブ終了後、中間転写ベルト１０を逆回転させることでベルトをわずかにベルト移動検知部材７３から離すことができる。

上記した中間転写ベルト装置では、中間転写ベルト１０の回転方向で寄り方向が決まるので,逆回転させると中間転写ベルト１０は通常回転時とは異なる方向へ寄るような移動をすることができる。

もし、各ローラ間の平衡が保たれてベルト寄りが収まった状態だったとしても中間転写ベルト１０の移動しようとする方向は逆になる。逆回転させても中間転写ベルト１０がベルト移動検知部材７３から離間しなくてもベルト移動検知部材７３からのストレスは低減するので、中間転写ベルト１０の耐久性を向上させることができる。

このとき、ベルトの逆転量はベルト１周以上が望ましいが(確実にストレスを解消させるため)、１周長さの整数倍にしないことが肝心となる。すなわちベルト１周長さの整数倍逆転させると、ベルト移動検知部材７３に対して中間転写ベルト１０の同じ部分が接触して停止していることになるため,わずかなストレスでも同一箇所に対して与えるより中間転写ベルト１０の停止位置をランダムになるようにしてストレス箇所を分散させる狙いがある。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明のベルト装置は中間転写ベルト装置に限らず、定着ベルトを用いる定着装置や搬送ベルトを用いる転写材搬送装置等のベルト装置に適用することができる。

本発明が適用される画像形成装置の一形態を示す概略構成図である。ベルト寄りを示す説明図である。本発明のベルト寄りの設定を説明する説明図である。図３のベルト装置の平面図である。図３のベルト装置の斜視図である。ベルト寄り補正手段の一例を示す側面図である。図６のベルト寄り補正手段の一例を示す斜視図である。（ａ），（ｂ）はベルトの巻き付け角が異なるローラを示す説明図である。ベルトの巻き付け角とベルト寄り量の関係を示すグラフである。ベルト寄り補正手段の他の実施形態を示す断面説明図である。

符号の説明

１０中間転写ベルト
１４駆動ローラ
１５ステアリングローラ
１６入口ローラ
７３ベルト移動検知部材

Claims

少なくとも３本以上のローラと、該ローラに巻き掛けられた無端ベルトとを有し、上記ローラの１つが駆動ローラであり、該ローラの回転によって前記無端ベルトが走行するベルト装置において、
前記無端ベルトが予め一端側にのみ寄るように設定し、その設定した無端ベルトの一端側にベルト寄り補正手段を設けたことを特徴とするベルト装置。
請求項１に記載のベルト装置において、前記ベルト寄り補正手段によって作動されるローラが前記無端ベルトの巻き付け角が最大の従動ローラであることを特徴とするベルト装置。
請求項１または２に記載のベルト装置において、前記ローラの位置を調整して前記無端ベルトが予め一端側にのみ寄るように設定するとともに、その調整するローラと前記ベルト寄り補正手段によって作動されるローラとが異なるローラであることを特徴とするベルト装置。
請求項１または３に記載のベルト装置において、前記ベルト寄り補正手段がローラに前記無端ベルトの寄りを検知する検知部材を設け、該検知部材の外径を取り付けたローラの外径より小さくしたことを特徴とするベルト装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を中間転写ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を定着ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし４の何れか１つに記載のベルト装置を転写材搬送ベルト装置に用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項５ないし７の何れか１つに記載の画像形成装置において、印刷ジョブ終了により停止した前記ベルト装置の無端ベルトを通常の回転とは逆方向に回転させることを特徴とする画像形成装置。
請求項８に記載の画像形成装置において、前記無端ベルトの逆方向の回転がベルト１周より長いことを特徴とする画像形成装置。
請求項８または９に記載の画像形成装置において、前記無端ベルトの逆方向の回転がベルト周長の整数倍にならない回転量にすることを特徴とする画像形成装置。