JP2013156403A - ベルト駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの負荷を軽減することにより、ベルトおよびベルト駆動装置の長寿命化を図る。
【解決手段】ベルト駆動装置４６０は、複数のローラ４６２，４６３と、これら複数のローラ４６２，４６３に張架された無端状のベルト４６１とを有し、ベルト４６１を走行させる。複数のローラ４６２，４６３のうち、少なくとも一つのローラ４６３の少なくとも一端部に、ベルト４６１の側端部を案内するベルト案内部材（プーリ）４７２を備える。ベルト４６１の走行方向においてベルト案内部材４７２よりも下流側に、ベルト４６１の側端部を、ベルト案内部材４７２から離間させる方向に付勢するベルト変位手段（サブテンショナ）４７１を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト駆動装置、およびベルト駆動装置を備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、記録媒体を搬送するため、無端状のベルトを備えたベルト駆動装置が用いられている。

ベルト駆動装置は、ベルトを平行な２本のローラに掛け回し、一方のローラを回転させることによりベルトを走行させる。しかしながら、２本のローラの平行度、ベルトの張力の不均一、各ローラの寸法精度等によって、ベルトの蛇行が生じる場合がある。

そこで、ベルトの蛇行状態に応じて一方のローラの傾きを変化させることで、ベルトの蛇行を抑えるようにしたベルト駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。このベルト駆動装置では、ベルトの側端部（幅方向端部）を案内するプーリをローラの軸方向に移動可能に設けると共に、プーリの移動と連動してローラのシャフトの一端を上下に変位させるローラ軸変位部材を設けている。

特開２００６−１６２６５９号公報（請求項１、段落００３８〜００４３および図１１〜１３）

しかしながら、従来のベルト駆動装置では、蛇行するベルトの側端部がプーリに接触することにより、ベルトの側端部に大きな負荷（応力、摩擦力等）が作用する。従来は、このような状態でベルト駆動装置が使用されることを想定してベルトの寿命を決定していたが、近年、ベルトの更なる長寿命化が求められている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ベルトの負荷を抑制することにより、ベルトおよびベルト駆動装置の長寿命化を図ることを目的とする。

本発明に係るベルト駆動装置は、複数のローラと、当該複数のローラに張架された無端状のベルトとを有し、ベルトを走行させるベルト駆動装置であって、当該複数のローラのうち少なくとも一つのローラの少なくとも一端部に、ベルトの側端部を案内するベルト案内部材を備え、ベルトの走行方向においてベルト案内部材よりも下流側に、ベルトの側端部を、ベルト案内部材から離間させる方向に変位させるベルト変位手段を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記のベルト駆動装置と、当該ベルト駆動装置のベルトによって搬送される記録媒体の表面、またはベルトの表面に画像を形成する画像形成部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ベルトの負荷が抑制されるため、ベルトおよびベルト駆動装置を長寿命化することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の基本構成を示す図である。 第１の実施の形態に係るベルトユニットの構成を示す上面図（Ａ）および側面図（Ｂ）、（Ｃ）である。 第１の実施の形態におけるベルトユニットの要部の構成を示す斜視図である。 第１の実施の形態におけるベルトユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態におけるベルトユニットの要部の構成を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態におけるベルトユニットの一部を拡大して示す分解斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。 第１の実施の形態におけるベルトユニットの一部を拡大して示す断面図である。 ベルトの蛇行を説明するための模式図（Ａ）、（Ｂ）である。 第１の実施の形態におけるベルトの蛇行を防止するための動作を説明するための模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。 第１の実施の形態におけるサブテンショナのベルト当接部と、ベルトおよびプーリとの位置関係を示す図である。 第１の実施の形態におけるサブテンショナの作用を説明するための模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。 第１の実施の形態におけるサブテンショナの作用（Ａ）を、サブテンショナを設けなかった場合（Ｂ）と対比して示す模式図である。 サブテンショナを設けなかった場合のベルトの挙動を示す模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。 第１の実施の形態におけるサブテンショナの変形例を示す斜視図である。 第２の実施の形態におけるサブテンショナの構成を示す斜視図（Ａ）および分解斜視図（Ｂ）である。 第２の実施の形態におけるサブテンショナのローラ部の変形例を示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置１０の基本構成を示す図である。図１において、画像形成装置１０は、その本体１１の下部に、用紙（記録媒体）１０１を収容した着脱可能な給紙トレイ１００を有している。給紙トレイ１００は、用紙１０１を積載する積載板１０２と、この積載板１０２を持ち上げるリフトアップレバー１０３と、積載板１０２上の用紙１０１を繰り出すピックアップローラ２０２とを有している。

積載板１０２は、給紙トレイ１００内で、支軸を中心として揺動可能に構成されている。リフトアップレバー１０３は、給紙トレイ１００の繰り出し側（図１における右側）に配設されており、リフトアップモータ１０４により回転駆動される。リフトアップレバー１０３とリフトアップモータ１０４とは、駆動力の伝達を接続または解除できるように構成されている。また、給紙トレイ１００には、積載板１０２上の用紙がピックアップローラ２０２に当接する高さに到達したことを検知する上昇検知センサ２０１、積載板１０２上の用紙１０１の有無を検知する用紙有無検知センサ２０５、および用紙１０１の残量を検知する用紙残量センサ２０６が設けられている。

ピックアップローラ２０２の繰り出し側（図中右側）には、フィードローラ２０３およびリタードローラ２０４が互いに当接するように配置されている。ピックアップローラ２０２、フィードローラ２０３およびリタードローラ２０４により、媒体繰り出し部２００が構成されている。ピックアップローラ２０２およびフィードローラ２０３は、図示しない給紙モータにより、それぞれ矢印方向に回転駆動される。ピックアップローラ２０２およびフィードローラ２０３は、それぞれワンウェイクラッチ機構を内蔵しており、給紙モータの回転が停止した場合でも、矢印方向に空転できるよう構成されている。

ピックアップローラ２０２は、積載板１０２上に積載された用紙１０１に当接して回転することにより、用紙１０１を繰り出す。リタードローラ２０４は、図示しないトルク発生手段によって矢印方向のトルクを発生しており、ピックアップローラ２０２が用紙１０１を複数枚同時に引き出した場合でも、フィードローラ２０３およびリタードローラ２０４により用紙１０１が一枚ずつ搬送される。

用紙１０１の搬送方向において、媒体繰り出し部２００の下流側には、用紙１０１を案内するガイド部材３１２，３１３と、用紙１０１の斜行を規制する搬送ローラ対３０２と、画像形成部４００（後述）まで用紙１０１を搬送する搬送ローラ対３０４とが配置されている。これら搬送ローラ対３０２、ガイド部材３１２，３１３および搬送ローラ対３０４により、媒体搬送部３００が構成されている。

また、用紙１０１の搬送方向において、搬送ローラ対３０２の上流側に隣接して、用紙１０１の通過を検知する用紙センサ３０１が配置されている。また、搬送ローラ対３０４の上流側および下流側には、搬送ローラ対３０４の駆動タイミングを決定するための用紙センサ３０３と、画像形成部４００での書き込み（露光）開始タイミングを決定するための書き込みセンサ３０５とがそれぞれ配設されている。

搬送ローラ対３０２および搬送ローラ対３０４は、それぞれ搬送モータ（図示せず）からギア列等を介して伝達された駆動力によって回転駆動され、給紙搬送制御部（図示せず）によって回転制御される。

画像形成装置１０の一側面（図１における右側面）には、媒体供給装置としてのマルチパーパストレイ（ＭＰＴ）６００が備えられている。ＭＰＴ６００は、用紙（記録媒体）６０６を積載する積載板６０４と、積載板６０４に積載された用紙６０６を一枚ずつ繰り出すピックアップローラ６０２と、繰り出された用紙６０６を画像形成装置１０の本体１１内に送り込む給紙ローラ（フィードローラ）６０１と、用紙６０６を１枚ずつ分離するために給紙ローラ６０１に当接配置されたリタードローラ６０３とを備えている。

画像形成装置１０の画像形成部４００は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー（現像剤）を用いて各色のトナー像を形成する４つのプロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃを備えている。プロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃは、用紙１０１の搬送経路に沿って上流側（図１の右側）から順に配列され、画像形成装置１０の本体１１に対して着脱自在に取り付けられている。プロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃは、共通の内部構成を有しているため、「プロセスユニット４３０」と総称して、これらの内部構成を説明する。

プロセスユニット４３０は、静電潜像担持体としての感光体ドラム４３１を有している。感光体ドラム４３１は、回転可能に支持されており、図示しないモータにより矢印方向（図中時計回り方向）に回転する。感光体ドラム４３１の周囲には、その回転方向に沿って上流側から順に、感光体ドラム４３１の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ４３２と、一様に帯電した感光体ドラム４３１の表面を選択的に露光して静電潜像を形成するＬＥＤヘッド等の露光装置４３３と、感光体ドラム４３１の表面の静電潜像をトナーにより現像する現像装置４３４と、残存トナーを除去するクリーニング部材としてのクリーニングブレード４３５とが配置されている。

また、現像装置４３４の上方には、現像装置４３４に補給するトナーを収納する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ４３６が取り付けられている。各ローラおよび感光体ドラム４３１は、図示しないモータからギア列などを介して伝達された駆動力によってそれぞれ回転する。

プロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃの図中下側には、ベルトユニット（ベルト駆動装置）４６０が配設されている。ベルトユニット４６０は、用紙１０１を静電気力により吸着して搬送する無端状のベルト（転写ベルトとも称する）４６１と、このベルト４６１が張架されるドライブローラ４６２およびテンションローラ４６３とを有している。ドライブローラ４６２は、ベルト駆動モータ１１０からギア列等を介して伝達される駆動力により回転駆動され、ベルト駆動制御部によって制御される。ドライブローラ４６２の回転により、ベルト４６１が矢印Ａで示す方向に走行する。

また、ベルト４６１の下側には、ベルト４６１に付着したトナーを掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード４６５と、ベルト４６１を挟んでクリーニングブレード４６５に対向配置されたローラ４６７と、クリーニングブレード４６５に掻き取られたトナーを収容する廃現像剤収容部としてのトナーボックス４６６とが配置されている。

プロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃの各感光体ドラム４３１には、表面に導電性のゴム等からなる弾性層を有する転写ローラ４６４が、ベルト４６１を介して圧接されている。各転写ローラ４６４には、感光体ドラム４３１上のトナー像を用紙１０１に転写する際に、感光体ドラム４３１の表面電位との間に電位差を生じさせるための電位が付与されている。ベルトユニット４６０の詳細な構成については、後述する。

用紙１０１の搬送方向において、画像形成部４００（プロセスユニッ４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃ）よりも下流側（図中左側）には、定着部５００が配置されている。定着部５００は、表面が弾性体で形成された一対のローラであるアッパローラ５０１とロワローラ５０２とを有している。アッパローラ５０１およびロワローラ５０２は、熱源となるハロゲンランプ５０３ａ，５０３ｂを内蔵している。定着部５００は、画像形成部４００から送り出された用紙１０１上のトナー像に熱と圧力を加えてトナー像を溶融し、用紙１０１に定着させる。定着部５００の動作は、定着制御部によって制御される。

用紙１０１の搬送方向において、定着部５００の下流側（図中左側）には、用紙１０１を画像形成装置１０の上部カバーに設けられたスタッカ部５０５に排出する排出ローラ対５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃが配置されている。これら排出ローラ対５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃは、搬送モータからギア列等を介して伝達される駆動力によって回転駆動され、給紙搬送制御部によって回転制御される。また、定着部５００の下流側には、排出ローラ対５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃの回転タイミングを検知するための用紙センサ５０６が配置されている。

次に、画像形成装置１０の基本的な動作について説明する。給紙トレイ１００が画像形成装置１０の本体１１に装着されると、リフトアップレバー１０３とリフトアップモータ１０４とが連結される。リフトアップモータ１０４の回転により、リフトアップレバー１０３が回動して積載板１０２を持ち上げ、積載板１０２に積載された用紙１０１が上昇する。用紙１０１がピックアップロ−ラ２０２に当接する高さまで上昇し、上昇検知部２０１に検知されると、リフトアップモータ１０４の回転が停止される。この状態でピックアップローラ２０２が回転することにより、積載板１０２上に積載された用紙１０１を繰り出し、フィードローラ２０３およびリタードローラ２０４により一枚ずつ媒体搬送部３００に搬送する。

媒体搬送部３００では、用紙１０１は、ガイド３１２，３１３に沿って搬送され、用紙センサ３１を通過して搬送ローラ対３０２に達する。搬送ローラ対３０２は、用紙１０１が用紙センサ３０１を通過した後、所定のタイミングで回転を開始し、用紙１０１を搬送する。搬送ローラ対３０２の回転を開始するタイミングを遅らせることにより、用紙１０１が搬送ローラ対３０２の圧接部に押し込まれ、用紙１０１の斜行が矯正される。

搬送ローラ対３０２から送り出された用紙１０１は、用紙センサ３０３を通過して、搬送ローラ対３０４に達する。搬送ローラ対３０４は、用紙１０１が用紙センサ３０３を通過した時点で回転を開始し、用紙１０１を止めることなく画像形成部４００に搬送する。

画像形成部４００では、ベルト駆動装置４６０のドライブローラ４６２が回転し、ベルト４６１が図１に矢印Ａで示す方向に走行する。ベルト４６１は、用紙１０１を静電気力により吸着保持して、プロセスユニット４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃに沿って搬送する。

プロセスユニット４３０Ｋでは、帯電ローラ４３２が感光体ドラム４３１の表面を一様に露光したのち、露光装置４３３が感光体ドラム４３１の表面を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成する。さらに、現像装置４０４が、感光体ドラム４３１の表面の静電潜像をトナー（現像剤）により現像し、トナー像（現像剤像）を形成する。

感光体ドラム４３１の表面に形成されたトナー像は、転写ローラ４６４により、ベルト４６１上の用紙１０１に転写される。トナー像の転写後に感光体ドラム４３１の表面に残存するトナーは、クリーニング部材４３５によって除去される。このようにして、用紙１０１の表面に、ブラックのトナー像が転写される。

同様に、プロセスユニット４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃにおいて、用紙１０１の表面に、イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が順次転写される。ベルト駆動装置４６０は、各色のトナー画像が転写された用紙１０１を、定着装置５００に搬送する。また、ベルト４６１に付着したトナーは、クリーニングブレード４６５によって掻き取られ、トナーボックス４６６に収容される。

定着装置５００では、アッパローラ５０１およびロワローラ５０２によりトナー像が加熱および加圧され、用紙１０１に定着される。

トナー像が定着された用紙１０１は、排出ローラ対５０４ａ，５０４ｂ，５０４ｃにより、画像形成装置１０の本体１１から排出され、スタッカ部５０５に積載される。これにより、用紙１０１への画像形成プロセスが完了する。なお、ＭＰＴ６００から給紙された用紙６０６についても、同様にして画像形成が行われる。

次に、ベルトユニット４６０の詳細について説明する。
図２（Ａ）は、この実施の形態におけるベルトユニット４６０の構成を示す上面図である。図２（Ｂ）および（Ｃ）は、ベルトユニット４６０を、それぞれ図２（Ａ）に示す矢印Ｂ方向および矢印Ｃ方向から見た側面図である。図３は、ベルトユニット４６０の要部の構成を示す斜視図である。図４および図５は、ベルトユニット４６０の要部の分解斜視図である。図６（Ａ）および（Ｂ）は、ベルトユニット４６０の一部を拡大して示す分解斜視図である。なお、図３〜図５では、プロセスユニット４３０Ｋの感光体ドラム４３１も併せて図示している。

図２（Ａ）に示すように、ベルトユニット４６０は、ベルト４６１の幅方向両側に配設されたユニットフレーム４６８を有している。ドライブローラ４６２は、例えばゴムからなる高摩擦係数の表層を有するローラである。ドライブローラ４６２のシャフト４６２ａの両端は、図示しないベアリングを介してユニットフレーム４６８に取り付けられている。また、シャフト４６２ａの一端には、ベルト駆動モータ１１０（図１）の動力が伝達されるギア４６２ｂが取り付けられている。

テンションローラ４６３は、ドライブローラ４６２に対して略平行に配置されており、ドライブローラ４６２に追従して回転する従動ローラである。テンションローラ４６３は、ドライブローラ４６２から離間する方向に付勢されており、ベルト４６１に張力を付与している。

以下では、鉛直方向をＺ方向とし、ドライブローラ４６２（水平に置かれているものとする）の軸方向をＸ方向とする。Ｘ方向およびＺ方向に直交する方向を、Ｙ方向とする。Ｙ方向は、ベルト４６１の走行方向と略平行である。

図２（Ｂ）に示すように、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａの一端には、軸受部４６３ｂが取り付けられている。この軸受部４６３ｂは、ユニットフレーム４６８に形成された長穴である開口部４６８ａの内部に摺動可能に取り付けられている。また、シャフト４６３ａを回転可能に支持するベアリングを用い、軸受部４６３ｂに配置してもよい。

一方、図２（Ｃ）に示すように、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａの他端部には、軸受部４６３ｃが取り付けられているが、この軸受部４６３ｃは、ユニットフレーム４６８に回動可能に取り付けられたアーム４６９に支持されている。アーム４６９には、長穴である開口部４６９ａが形成されており、その内側に軸受部４６３ｃが摺動可能に取り付けられている。また、シャフト４６３ａを回転可能に支持するベアリングを用い、軸受部４６３ｃに配置してもよい。

テンションローラ４６３のシャフト４６３ａの両端の軸受部４６３ｂ，４６３ｃは、開口部４６８ａ，４６９ａの内側にそれぞれ設けられたバネ４６８ｂ，４６９ｂによって、ドライブローラ４６２から離れる方向に付勢されている。これにより、テンションローラ４６３がドライブローラ４６２から離れる方向に付勢され、ベルト４６１に張力が付与される。

図４および図５に示すように、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａの一端（図２（Ｃ）に示したアーム４６９側の一端）には、ベルト４６１の幅方向内側から順に、プーリ４７２（ベルト案内部材）、サブテンショナ４７１（ベルト変位手段）およびアジャストレバー４７０（ローラ軸変位手段）が同軸に配設されている。なお、図２（Ｃ）に示したアーム４６９は、アジャストレバー４７０の更に外側に設けられているが、図４等では図示を省略している。

図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、プーリ４７２は、略円板状の部材であり、その中心部に、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａに係合する軸孔部４７２ａを有している。軸孔部４７２ａとシャフト４６３ａとの係合により、プーリ４７２は、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａに回転可能に、且つシャフト４６３ａに沿って移動可能に取り付けられる。

また、図６（Ａ）に示すように、プーリ４７２の外周には、ベルト４６１の側端部（幅方向端部）に接するフランジ部（当接部）４７２ｃが形成されている。プーリ４７２のフランジ部４７２ｃよりも内側には、ベルト４６１の内周面に当接する環状部４７２ｄが形成されている。プーリ４７２のサブテンショナ４７１側には、サブテンショナ４７１に当接する当接面４７２ｂが形成されている。

サブテンショナ４７１は、例えば平板状の基部４７１ｅと、この基部４７１ｅに形成された軸孔部４７１ａとを有しており、軸孔部４７１ａは、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａに係合している。軸孔部４７１ａとシャフト４６３ａとの係合により、サブテンショナ４７１は、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａに回転可能に、且つシャフト４６３ａに沿って移動可能に取り付けられる。

サブテンショナ４７１の基部４７１ｅのプーリ４７２側には、プーリ４７２の上記の当接面４７２ｂに当接する環状の当接面４７１ｆ（図６（Ａ））が形成されている。また、基部４７１ｅのアジャストレバー４７０側には、円筒状のスリーブ４７１ｂが突出形成されている。上述した軸孔部４７１ａは、スリーブ４７１ｂの内側に形成されている。

サブテンショナ４７１の基部４７１ｅは、ドライブローラ４６２側に、且つ上方に延在する形状を有しており、その上端部に、ベルト４６１の表面に対して傾斜した（より具体的には、テンションローラ４６３の軸方向に対して傾斜した）円筒形状を有するベルト当接部４７１ｄを有している。ベルト当接部４７１ｄは、ベルト４６１の側端部（幅方向端部）から幅方向内側に向けて突出しており、ベルト４６１の幅方向内側ほど高さ（Ｚ方向位置）が高くなるような傾斜（すなわち、ベルト４６１の側端部から離れるにつれてベルト当接部４７１ｄとシャフト４６３ａとの距離が長くなるような傾斜）を有している。

図６（Ｂ）に示すように、基部４７１ｅにおいて、ベルト当接部４７１ｄの下側には、ドライブローラ４６２側に開口する案内溝４７１ｃが形成されている。この案内溝４７１ｃは、ドライブローラ４６２に向かう方向（略Ｙ方向）に所定の長さを有しており、また、テンションローラ４６３の軸方向に所定の幅Ｗ１を有している。

アジャストレバー４７０は、例えば枠状の基部４７０ｅと、この基部４７０ｅに形成された長穴４７０ａとを有しており、長穴４７０ａには、サブテンショナ４７１のスリーブ４７１ｂが貫通して遊嵌している。長穴４７０ａは略Ｙ方向に長く、スリーブ４７１ｂは長穴４７０ａの長手方向に移動可能に支持されている。基部４７０ｅにおいて、長穴４７０ａの上下に位置する２箇所には、サブテンショナ４７１側に突出する凸部４７０ｄ（図６（Ａ））が形成されている。

図６（Ａ）に示すように、アジャストレバー４７０は、軸孔部４７０ｆ，４７０ｇを有している（軸孔部４７０ｇは図６（Ｂ）に示す）。この軸孔部４７０ｆ，４７０ｇが、ユニットフレーム４６８に形成された軸部４６８ｃと嵌合することにより、アジャストレバー４７０が回動自在となる。軸部４６８ｃの中心軸を、回動軸４７０ｃ（破線）とする。回動軸４７０ｃの方向は、テンションローラ４６３の軸方向に対して傾斜している。すなわち、アジャストレバー４７０は、テンションローラ４６３の軸方向に対して傾斜した回動軸４７０ｃを中心として回動可能である。なお、基部４７０ｅの軸孔部４７０ｆの上側には、サブテンショナ４７１側に突出する円筒状の案内軸４７０ｂが形成されており、案内軸４７０ｂの先端に上記の軸孔部４７０ｇが形成されている。

アジャストレバー４７０の案内軸４７０ｂは、テンションローラ４６３の軸方向に突出し、その突出方向の寸法Ｗ２（図６（Ｂ））は、サブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃの幅Ｗ１（テンションローラ４６３の軸方向の幅）よりも大きい。アジャストレバー４７０の案内軸４７０ｂは、上述したサブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃと係合する。

図７は、プーリ４７２、サブテンショナ４７１およびアジャストレバー４７０が、テンションローラ４３６のシャフト４６３ａに取り付けられた状態を示す。上記のとおり、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａは、プーリ４７２およびサブテンショナ４７１の軸孔部４７２ａ，４７１ａを貫通している。また、サブテンショナ４７１のスリーブ４７１ｂは、アジャストレバー４７０の長穴４７０ａを貫通している。

サブテンショナ４７１のスリーブ４７１ｂと、アジャストレバー４７０の長穴４７０ａとの間には、互いに干渉しない程度の最小限のクリアランスが形成される。また、アジャストレバー４７０の２か所の凸部４７０ｄは、サブテンショナ４７１の基部４７１ｅに当接する。

サブテンショナ４７１およびプーリ４７２は、テンションローラ４６３のシャフト４６３ａに沿って移動可能である。アジャストレバー４７０は、上述した回動軸４７０ｃ（図６（Ｂ））を中心として回動することにより、サブテンショナ４７１の移動に追従することができる。このとき、サブテンショナ４７１のスリーブ４７１ｂは、アジャストレバー４７０の長穴４７０ａ（図６（Ｂ））の長手方向に移動する。

また、アジャストレバー４７０の案内軸４７０ｂの寸法Ｗ２（図６（Ｂ））が、サブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃの幅Ｗ１よりも大きく、案内軸４７０ｂと案内溝４７１ｃとが、テンションローラ４６３の軸方向に相対的に移動（摺動）可能に係合している。そのため、アジャストレバー４７０が回動軸４７０ｃを中心として回動すると、案内軸４７０ｂと案内溝４７１ｃが、スリーブ４７１ｂと長穴４７０ａとの遊嵌によって摺動する。

次に、ベルトユニット４６０における、ベルト４６１の蛇行防止のための構成について説明する。

図８は、ベルト４６１の蛇行状態を示す模式図である。ベルト４６１の走行中、ドライブローラ４６２とテンションローラ４６３との平行度によって、例えば図８（Ａ）に示すように、テンションローラ４６３の一端（図中右端）が上方に変位（Ｓ）した場合には、ベルト４６１は巻き付いたローラの軸方向に垂直に走行するため、符号Ｐで示すような軌跡を走行し、その結果、ベルト４６１は走行方向（矢印Ａ）に直交する矢印Ｂ方向に蛇行する。逆に、図８（Ｂ）に示すように、テンションローラ４６３の一端が下方に変位（Ｓ）した場合には、ベルト４６１は、矢印Ｂ方向とは反対の矢印Ｃ方向に蛇行する。ベルト４６１の蛇行量Ｍは、ローラ対（ドライブローラ４６２とテンションローラ４６３）の捩れ量に比例する。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、ベルトユニット４６０における、ベルト４６１の蛇行防止のための動作を示す。

まず、図９（Ａ）に示すように、ベルト４６１が図中右側に寄っているものとする。このとき、アジャストレバー４７０とテンションローラ４６３の自重により、アジャストレバー４７０は、回動軸４７０ｃを中心として下方向に回動している。従って、テンションローラ４６３は、図９（Ａ）に示すように傾斜している。

ここで、ドライブローラ４６２が回転してベルト４６１が走行を開始すると、矢印Ｃ方向にベルト４６１が蛇行し、それに伴って、プーリ４７２はベルト４６１の側端部に付勢されて矢印Ｃ方向に移動する。また、サブテンショナ４７１は、プーリ４７２に付勢されて矢印Ｃ方向に移動する。

アジャストレバー４７０は、サブテンショナ４７１に付勢されて、回動軸４７０ｃを中心として回転し、図９（Ｂ）に示す位置に達する。この状態では、テンションローラ４６３の回転軸Ｏ２（シャフト４６３ａの中心軸）とドライブローラ４６２の回転軸Ｏ１（シャフト４６２ａの中心軸）とがほぼ平行になるので、ベルト４６１の蛇行が収まり、ベルト４６１は安定して走行することになる。

一方、図９（Ｃ）に示すように、ベルト４６１が図中左側に寄っている場合には、ベルト４６１に付勢されたプーリ４７２と、プーリ４７２に付勢されたサブテンショナ４７１は左側に位置しており、また、サブテンショナ４７１に付勢されたアジャストレバー４７０は、回動軸４７０ｃを中心として上方向に回動している。

ドライブローラ４６２が回転してベルト４６１が走行を開始すると、矢印Ｂ方向にベルト４６１が蛇行する。アジャストレバー４７０とテンションローラ４６３の自重によって、アジャストレバー４７０がプーリ４７２に接するように下方向に回動し、図９（Ｂ）に示す位置に達する。この状態では、テンションローラ４６３の回転軸Ｏ２とドライブローラ４６２の回転軸Ｏ１とがほぼ平行になるので、ベルト４６１の蛇行が収まり、ベルト４６１は安定して走行することになる。

次に、この第１の実施の形態におけるベルト４６１への負荷を軽減する動作について説明する。

図１０は、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄと、ベルト４６１およびプーリ４７２との位置関係を示す模式図である。図１０に示すように、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄは、ベルト４６１の走行方向におけるテンションローラ４６３の下流側であって、テンションローラ４６３の近傍に配置される。ここで、テンションローラ４６３の近傍とは、ベルト４６１の走行方向において、テンションローラ４６３の回転中心からテンションローラ４６３の半径±５０％以内の距離で、ベルト４６１に当接する位置であればよい（後述する図１２（Ａ）参照）。また、ベルト当接部４７１ｄは、ドライブローラ４６２とテンションローラ４６３に張架されたベルト４６１の側端部（幅方向の端部）に上方から当接し、ベルト４６１の側端部を下方向（−Ｚ方向）に変位させる。

ベルト当接部４７１ｄの軸方向は、上記のとおり、テンションローラ４６３の回転軸Ｏ２に対して角度θだけ傾斜している。また、ベルト当接部４７１ｄは、ベルト４６１の側端部から幅方向内側にかけて、ベルト４６１表面から離れるように（ここでは上方に）傾斜している。また、ベルト当接部４７１ｄがベルト４６１を付勢する位置は、ベルト４６１の移動方向ａにおけるテンションローラ４６３の下流側の近傍である（図３）。

そのため、ベルト当接部４７１ｄは、ベルト４６１の側端部を、プーリ４７２のフランジ部４７２ｃから離間させる方向に付勢することになる。その結果、フランジ部４７２ｃとベルト４６１の側端部とは、距離ｄだけ離間した状態となり、フランジ部４７２ｃとベルト４６１の側端部との摩擦を低減することができる。

また、ベルト４６１の蛇行防止のためにテンションロ一ラ４６３が上下に揺動すると（図９（Ａ）〜（Ｃ）参照）、サブテンショナ４７１は、そのベルト当接部４７１ｄをベルト４６１に押し当てた状態を保ったまま、アジャストレバー４７０の回動に追従する。

具体的には、ベルト４６１の蛇行に伴い、プーリ４７２がテンションローラ４６３のシャフト４６３ａに沿って移動すると、プーリ４７２の移動に伴ってサブテンショナ４７１がシャフト４６３ａに沿って移動する。また、サブテンショナ４７１の移動に伴って、アジャストレバー４７０が回動軸４７０ｃを中心として回動する。このとき、アジャストレバー４７０の案内軸４７０ｂ（図６（Ｂ））に対してサブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃが摺動可能に係合し、かつ、アジャストレバー４７０の長穴４７０ａに対してサブテンショナ４７１のスリーブ４７１ｂが摺動可能に係合しているため、アジャストレバー４７０の回動に追従して、サブテンショナ４７１がテンションローラ４６３のシャフト４６３ａを中心として回動する。そのため、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄが（テンションローラ４６３の軸方向に対して傾斜した状態で）ベルト４６１を付勢する状態が維持される。

つまり、ベルト４６１の蛇行に伴うテンションローラ４６３の傾きの変化によって、ベルト４６１の側端部が上下に変位しても、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄが、ベルト４６１の側端部をプーリ４７２のフランジ部４７２ｃから離間させる方向に付勢する状態が維持される。

図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄのベルト４６１に対する付勢状態を、テンションローラ４６３の傾きの変化と合わせて模式的に示す側面図である。図１２（Ａ）は、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄのベルト４６１に対する付勢状態を模式的に示す上面図である。

図１１（Ａ）に示すように、テンションローラ４６３が水平にあるときには、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄは、ベルト４６１の側端部に上方から当接して、下方（−Ｚ方向）に付勢する。このとき、図１２（Ａ）に示すように、ベルト４６１のベルト当接部４７１ｄにより付勢された部分４６１ａは、ベルト４６１の幅方向の内側に僅かに変位し、プーリ４７２から離間する。

すなわち、ベルト４６１がテンションローラ４６３の外周をほぼ半周する際には、ベルト４６１の側端面がプーリ４７２に接触した状態で走行するが、プーリ４７２を通過する際（より具体的には、プーリ４７２を通過し終える前）に、ベルト４６１の側端部がプーリ４７２から離間する。

このように、ベルト４６１がプーリ４７２を通過する際に、ベルト４６１の側端部がプーリ４７２から離間するため、ベルト４６１の側端部とプーリ４７２との摩擦力によりベルト４６１が一時的に湾曲して、その後ベルト４６１の弾性により跳ね上がるという挙動（後述する図１３）を防止することができる。

また、図１１（Ｂ）に示すように、テンションローラ４６３の端部が下方に移動した場合（図９（Ａ）に対応）には、上述したアジャスタレバー４７０の案内軸４７０ｂとサブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃとの係合により、サブテンショナ４７１が下方に回転し、そのベルト当接部４７１ｄが下方に変位する。これにより、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄがベルト４６１の側端部を（プーリ４７２から離間させる方向に）付勢する状態が保たれる。

また、図１１（Ｃ）に示すように、テンションローラ４６３の端部が上方に移動した場合（図９（Ｃ）に対応）には、アジャスタレバー４７０の案内軸４７０ｂとサブテンショナ４７１の案内溝４７１ｃとの係合により、サブテンショナ４７１が上方に回転し、そのベルト当接部４７１ｄが上方に変位する。これにより、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄがベルト４６１の側端部を付勢する状態が保たれる。

ここで、第１の実施の形態と対比するため、サブテンショナ４７１を有さないベルトユニット（ベルト駆動装置）の作用について説明する。
図１２（Ｂ）は、サブテンショナ４７１を有さないベルトユニットの一部を示す平面図であり、図１３は、サブテンショナ４７１を有さないベルトユニットにおけるベルトの挙動を示す側面図である。図１２（Ｂ）および図１３に示すベルトユニットは、サブテンショナ４７１を有さない点を除き、第１の実施の形態のベルトユニットと同様である。

図１３（Ａ）に示すように、ベルト４６１が停止している状態では、ベルト４６１の側端部とプーリ４７２のフランジ部４７２ｃとの間に摩擦力が作用している。図１３（Ｂ）に示すように、ベルト４６１が矢印Ａ方向に走行を開始すると、ベルト４６１とプーリ４７２の環状部４７２ｄおよびフランジ部４７２ｃとの間の摩擦力により、プーリ４７２が矢印Ｒ方向に回転する。このとき、プーリ４７２のフランジ部４７２ｃに接触しているベルト４６１の側端部が、プーリ４７２のフランジ部４７２ｃとの摩擦力によりプーリ４７２の回転方向に引っ張られるため、矢印Ｃで示すようにベルト４６１が部分的に撓む。この状態からベルト４６１がさらに走行を続けると、図１３（Ｃ）に示すように、ベルト４６１の弾性力により、ベルト４６１が矢印Ｄで示すように跳ね上がる場合がある。

図１３（Ｂ）および（Ｃ）に示す状態変化は、ベルト４６１の走行開始時に限らず、ベルト４６１の走行中にも生じ得る。ベルト４６１は高速で走行しているため、短い周期で上記のような状態変化が生じることとなり、ベルト４６１の疲労が進行する可能性がある。

これに対して、第１の実施の形態に係るベルトユニット４６０では、ベルト４６１がプーリ４７２を通過する際に、サブテンショナ４７１がベルト４６１の側端部をプーリ４７２から離間させる方向に変位させる（すなわち走行経路を変更する）ため、図１３（Ｂ）および（Ｃ）で示したような挙動を生じさせることがない。そのため、ベルト４６１への負荷を軽減して、長寿命化が可能になるという効果が得られる。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、ベルト４６１の走行方向においてテンションローラ４６３の上流側に配置されたサブテンショナ４７１が、ベルト４６１の側端部をプーリ４７２から離間させるように変位させるため、ベルト４６１に加わる応力や摩擦力等の負荷を低減することができる。そのため、ベルト４６１およびベルトユニット４６０の長寿命化を実現することができる。

特に、テンションローラ４６３の傾きが変化した場合であっても、サブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄがベルト４６１の側端部を付勢する状態が保たれるため、ベルト４６１の蛇行を防止する構成を有するベルトユニット４６０において、ベルト４６１の負荷の低減を実現することができる。

なお、ここでは、ベルト当接部４７１ｄを円筒形状とし、その軸方向をベルト４６１の表面に対して傾斜させているが、図１４に示すように、ベルト当接部４７１ｄを、ベルト４６１の幅方向中央部に向かって外径が細くなる円錐形状としてもよい。この場合には、ベルト当接部４７１ｄの軸方向を、ベルト４６１の表面と平行にすることができる。また、ベルト当接部４７１ｄは、円筒形状や円錐形状に限らず、ベルト４６１の表面に対して傾斜する面でベルト４６１に当接できる形状であればよい。

第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、サブテンショナの構成が第１の実施の形態と異なるものであり、それ以外は第１の実施の形態と同様である。

図１５（Ａ）および（Ｂ）は、第２の実施の形態におけるサブテンショナ４７３の構成を示す斜視図および分解斜視図である。サブテンショナ４７３は、第１の実施の形態のサブテンショナ４７１と同様の軸孔部４７１ａ、スリーブ４７１ｂ、案内溝４７１ｃおよび基部４７１ｅを有しているが、第１の実施の形態のサブテンショナ４７１のベルト当接部４７１ｄの代わりに、軸部４７４ａ、ローラ４７５および止め輪４７６を有している。

すなわち、基部４７１ｅには、ベルト４６１の表面に対して傾斜した方向（より具体的には、テンションローラ４６３の軸方向に対して傾斜した方向）に突出する軸部４７４ａが形成されており、この軸部４７４ａには、ローラ４７５が回転可能に取り付けられている。軸部４７４ａの先端には溝４７４ｂが形成され、この溝４７４ｂには、ローラ４７５を脱落しないように保持する止め輪４７６が取り付けられている。

ローラ４７５は、摺動性に優れた材質で構成することが好ましいが、例えば、図１６（Ａ）に示すように、ベルト４６１との間の滑りを抑制し、ベルト４６１に対する攻撃性を抑制するために、ローラ４７５の表面に、例えばゴム等の高摩擦係数部材４７７を設けてもよい。

また、ここでは、ローラ４７５を円筒形状とし、その軸方向をベルト４６１の表面に対して傾斜させているが、図１６（Ｂ）に示すように、ローラ４７５を、ベルト４６１の幅方向中央部に向かって外径が細くなる円錐形状としてもよい。この場合、ローラ４７５の軸方向を、ベルト４６１の表面に平行にすることができる。

第２の実施の形態では、回転可能なローラ４７５がベルト４６１の側端部に当接することにより、ベルト４６１の側端部をプーリ４７２から離間させる方向に（すなわちベルト４６１の幅方向中央部に向けて）付勢する。ローラ４７５がベルト４６１の走行に従動して回転するため、ベルト４６１の摩擦による摩耗を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態で説明した効果に加えて、ベルト４６１の側端部に当接してこれを変位させるローラ４７５（ベルト当接部）が、ベルト４６１の走行に追従して回転可能であるため、ベルト４６１およびローラ４７５の摩耗を抑制することができる。

なお、上述した各実施の形態では、プーリ４７２およびサブテンショナ４７１（４７３）を、テンションローラ４６３の一端に設けたが、テンションローラ４６３の両端に設けてもよく、また、複数のローラに設けてもよい。

また、上述した各実施の形態では、ベルトで搬送する記録媒体に、プロセスユニットから現像剤像を直接転写する画像形成装置について説明したが、このような画像形成装置に限定されるものではなく、例えば、中間転写ベルトを用いた画像形成装置でもよい。この場合には、プロセスユニットから中間転写ベルトに現像剤像を転写し、中間転写ベルトから記録媒体に現像剤像を転写する。この中間転写ベルトを駆動するベルト駆動装置として、上述した各実施の形態のベルト駆動装置（ベルトユニット）を用いることができる。

また、本発明は、カラー画像を形成する画像形成装置に限らず、単色の画像を形成する画像形成装置にも適用することができる。また、本発明は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ装置、自動原稿読み取り装置など、ベルトを用いて記録媒体に画像処理を行う装置に適用することができる。

１０ 画像形成装置、 ４００ 画像形成部、 ４３０Ｋ，４３０Ｙ，４３０Ｍ，４３０Ｃ プロセスユニット、 ４３１感光体ドラム（静電潜像担持体）、 ４６０ ベルトユニット（ベルト駆動装置）、 ４６１ ベルト、 ４６２ ドライブローラ、 ４６２ａ シャフト、 ４６３ テンションローラ、 ４６３ａ シャフト、 ４６４ 転写ローラ、 ４６８ ユニットフレーム、 ４７０ アジャスタレバー（ローラ軸変位手段）、 ４７０ａ 長穴、 ４７０ｂ 案内軸、 ４７０ｃ 回動軸、 ４７０ｄ 凸部、 ４７１ サブテンショナ（ベルト変位手段）、 ４７１ａ 軸孔部、 ４７１ｂ スリーブ、 ４７１ｃ 案内溝、 ４７１ｄ ベルト当接部（付勢部材）、 ４７１ｅ 基部、 ４７１ｆ 当接面、 ４７２ プーリ（ベルト案内部材）、 ４７２ａ 軸孔部、 ４７２ｃ フランジ部、 ４７３ サブテンショナ、 ４７５ ローラ。

Claims (10)

1. 複数のローラと、前記複数のローラに張架された無端状のベルトとを有し、前記ベルトを走行させるベルト駆動装置であって、
   前記複数のローラのうち少なくとも一つのローラの少なくとも一端に、前記ベルトの側端部を案内するベルト案内部材を備え、
   前記ベルトの走行方向において前記ベルト案内部材よりも下流側に、前記ベルトの側端部を、前記ベルト案内部材から離間させる方向に変位させるベルト変位手段を備えたこと
   を特徴とするベルト駆動装置。
2. 前記少なくとも一つのローラは、傾きが変化し得るように支持されており、前記ベルト変位手段は、前記少なくとも一つのローラの傾きの変化に連動して位置を変えることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
3. 前記ベルト変位手段は、前記ベルトの表面に対して傾斜する面で、前記ベルトの側端部を付勢することを特徴とする請求項１または２に記載のベルト駆動装置。
4. 前記ベルト変位手段は、前記ベルトの側端部に当接し、前記ベルトの走行に追従して回転可能なローラ部材を有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
5. 前記ローラ部材は、前記ベルトの側端部から中央部に向かって外径が小さくなる形状を有することを特徴とする請求項４に記載のベルト駆動装置。
6. 前記ローラ部材は、外周に高摩擦係数部材を有していることを特徴とする請求項４または５に記載のベルト駆動装置。
7. 前記ベルト案内部材は、前記少なくとも一つのローラのシャフトの一端に、当該シャフトに沿って移動可能に設けられたプーリであることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
8. 前記ベルト変位手段は、前記少なくとも一つのローラの前記シャフトの前記一端において、前記プーリよりも外側に、当該シャフトに沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のベルト駆動装置。
9. 前記少なくとも一つのローラの前記シャフトの前記一端において、前記ベルト変位手段よりもさらに外側に、前記ベルトの蛇行状態に応じて前記シャフトの前記一端を変位させるローラ軸変位手段が設けられており、
   前記ベルト変位手段は、前記ローラ軸変位手段と連動して位置を変えることを特徴とする請求項８に記載のベルト駆動装置。
10. 請求項１から９までのいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
    前記ベルト駆動装置の前記ベルトによって搬送される記録媒体の表面、または前記ベルトの表面に画像を形成する画像形成部と
    を備えた画像形成装置。

Images