JP2014095737A - ベルト制御装置、ローラユニット、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
蛇行補正装置が設置された初期状態において蛇行補正ロール９１が画像形成装置の他のローラと平行でない状態になっていることがある。このように、用紙搬送ベルト９０の蛇行を補正しようとして他のローラと平行でない状態から蛇行補正ロール９１が押し上げられるまで時間がかかってしまう。そのため、用紙搬送ベルト９０の位置が補正されるまでに時間がかかり、その間に形成される画像に不良が多く発生してしまうという課題が生じている。
【解決手段】
複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、前記ローラの両端部に、前記ローラの傾斜を所定の位置で止める軸傾斜止め部を備え、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動にともなって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は複数のローラに掛け渡され、前記ローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に関する。

従来の画像形成装置では、中間転写体、記録媒体搬送部あるいは画像定着部等として様々なベルトが用いられている。これらのベルトは、互いに平行に設けられている少なくとも２本のローラに架け渡されて、ローラの回転に伴って走行するように構成されている。しかし、ローラを回転させるために用いられる部品の劣化に起因して複数のローラが互いに平行でなくなることがある。また、複数の部品を接合することによって、ローラの左端と右端にて接合の度合いが異なってしまい、複数のローラが互いに平行でなくなってしまうこともある。
複数のローラが互いに平行でなくなると、ベルトがローラの軸方向（以降、ローラ軸方向という。）へ移動する所謂ベルト寄りが発生していた。このベルト寄りによって、ベルトがローラから外れて破損する問題が生じていた。

このようにローラ軸方向に移動したベルトを元の位置に戻すためのベルト位置
補正技術が知られている。たとえば、特許文献１には傾斜面を有する回転体と固定部材を設けることによって、用紙搬送ベルトに生じた蛇行を補正する技術が記載されている。ここで図１０（１）および図１０（２）を用いて特許文献１に記載されている蛇行を補正する技術について説明する。図１０（１）および図１０（２）は特許文献１に記載されている蛇行補正装置を表す図である。蛇行補正装置には用紙搬送ベルト９０を張架する蛇行補正ロール９１の一の端部に傾斜面９２を有する回転体９３が設けられている。また、回転体９３の外周面に当接する固定部材９４が設けられている。用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じない場合には図１０（１）に示されるように両端の回転体９３がそれぞれ固定部材９４に対して同様に接している状態を保っている。

用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じると用紙搬送ベルト９０の端部が一の回転体９３を押圧する。押圧された回転体９３は蛇行補正ロール９１の軸方向外側へ移動する。回転体９３が軸方向外側へ移動すると、図１０（２）に示されるように傾斜面９２で固定部材９４に接して押し上げられる。これによって蛇行補正ロール９１の端部は押し上げられ、用紙搬送ベルト９０は蛇行方向とは逆方向に移動することになり、用紙搬送ベルト９０の位置が補正される。

しかしながら、特許文献１に記載の技術において、用紙搬送ベルト９０による軸方向外側の力を受けていないとき、たとえば、蛇行補正装置が設置された初期状態において図１０（２）に示されるように蛇行補正ロール９１が画像形成装置の他のローラと平行でない状態になっていることがある。このように、蛇行補正ロール９１は他のローラと平行でない状態から用紙搬送ベルト９０の蛇行を補正しようとして図１０（３）に示される状態に蛇行補正ロール９１が押し上げられるまで時間がかかってしまう。そのため、用紙搬送ベルト９０の位置が補正されるまでに時間がかかり、その間に形成される画像に不良が多く発生してしまうという課題が生じている。

上述した課題を解決するため本発明においては、複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、前記ローラの両端部に、前記ローラの傾斜を所定の位置で止める軸傾斜止め部を備え、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動にともなって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部を有することを特徴とする。

本発明によれば、ベルトのローラの軸方向への移動にともなってローラを傾斜させる軸傾斜部と、軸傾斜部によるローラの傾斜を所定の位置で止める軸傾斜止め部とを有するため、複数のローラが互いにほぼ平行となり用紙を搬送するベルトの位置が補正されるまでの時間を短縮することができ、画像不良を低減することが可能になるという効果を奏する。

本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。 本実施形態に係るベルト制御装置の断面概略図である。 本実施形態に係る軸傾斜部４１およびローラ軸６を表す斜視図である。 本実施形態に係る軸傾斜部４１の他の例を表す断面図である。 本実施形態に係る軸傾斜部４１および軸傾斜部回転止め部４７を表す断面図である。 本実施形態に係るローラ軸支持部４３を表す図である。 本実施形態に係る軸傾斜部回転止め部４７の他の例を説明するための図である。 ベルト３のローラ軸方向への移動について説明するための図である。 ローラおよびベルト制御装置を設置した状態を表す図である。 従来の蛇行補正装置を表す図である。

本発明の実施形態について図１乃至図９を用いて説明する。図１はプリンタとして構成された画像形成装置の一例を表す概略構成図である。図１に示される画像形成装置は、その本体の筐体内に第１乃至第４の４つの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。各感光体上には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成され、これらの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、ブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。

第１乃至第４の感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接するように中間転写体としての中間転写ベルト３が設けられている。この中間転写ベルト３は、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４に架け渡されている。なお、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４のうち任意のものをローラという。

駆動ローラ５１が駆動源（図示せず）によって回転すると中間転写ベルト３が矢印Ａで示される方向へ移動する。中間転写ベルト３は、多層構造、単層構造でも構わないが、多層構造であればベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなるものが好ましい。また、単層であればＰＶＤＦ、ＰＣ、ポリイミド等の材質を用いるのが好ましい。

感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにおいて、トナー像を形成するための構成およびトナー像を中間転写ベルト３上に転写するための構成は実質的に全て同一であり、形成される各トナー像の色が異なるのみである。よって、第１の感光体１ａにブラックトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３上に転写する構成のみを説明し、第２乃至第４の感光体１ｂ、１ｃ、１ｄ上についての構成の説明を省略する。

感光体１ａは図１における矢印Ｂに示される方向に回転駆動される。このとき図示していない除電装置からの光が感光体１ａの表面に照射され、感光体１ａの表面電位が初期化される。感光体１ａの近傍には帯電部８ａが設置されており、表面電位が初期化された感光体１ａの表面を帯電部８ａがマイナス極性に一様に帯電する。このようにして帯電された感光体表面に、露光部９からレーザビームＬが照射され、感光体１ａの表面に静電潜像が形成される。

また、感光体１ａの近傍には現像部１０ａが設置されている。現像部１０ａは感光体１ａに形成された静電潜像を現像し、ブラックトナー像として可視像化する。一方、感光体１ａに対向して中間転写ベルト３を挟むように転写ローラ１１ａが設けられている。転写ローラ１１ａは、感光体１ａ上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性であるプラス極性の転写電圧を印加する。これにより、感光体１ａと中間転写ベルト３との間に転写電界が形成され、感光体１ａ上のトナー像が感光体１ａと同期して回転駆動される中間転写ベルト３上に静電的に転写される。クリーニング部１２ａは、トナー像が中間転写ベルト３に転写されたあとの感光体１ａの表面に付着している転写残トナーを除去し、感光体１ａの表面を清掃する。

同様にして、第２乃至第４の各感光体１ｂ、１ｃ、１ｄにはマゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。そして、各色のトナー像は、ブラックトナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて静電転写され、合成トナー像が形成される。

また、図１に示されるように、画像形成装置内の下部には給紙部１４が設けられ、給紙ローラ１５の回転によって、記録媒体Ｐが矢印Ｃ方向に送り出される。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ対１６によって駆動ローラ５１と、駆動ローラ５１に対向して設置された二次転写ローラ１７との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１７には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。

定着部１８は記録媒体Ｐ上のトナー像を熱と圧力の作用により定着させる。排紙ローラ対１９は定着部１８を通過した記録媒体Ｐを画像形成装置外に排出する。また、ベルトクリーニング部２０は、トナー像が転写された後の中間転写ベルト３上に付着した転写残トナーを除去する。本実施形態におけるベルトクリーニング部２０は、ウレタン等で構成されたブレード形状のクリーニングブレード２１を有しており、このクリーニングブレード２１は中間転写ベルト３に付着した転写残トナーを掻き取るように設けられている。ベルトクリーニング部２０には適宜様々な種類のものを用いることが可能であり、例えば、ベルトクリーニング部２０を導電性ファーブラシによる静電クリーニング方式のものとしても良い。

次に、本実施形態におけるベルト制御装置について説明する。本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置が有するローラのうち少なくとも一 のローラに設けられている。なお、以降の説明において中間転写ベルト３をベルト３という。また、以降においてテンションローラ５２に設けられているベルト制御装置について説明するが、特に述べられている場合を除いては駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４のいずれかに読み替えてもよい。

図２は本実施形態に係るベルト制御装置の断面概略図である。本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置のテンションローラ５２の少なくとも片側に設けられているため、図２はテンションローラ５２の片側を拡大図で示している。図２（１）は、本実施形態のベルト制御装置の断面概略図である。図２（２）は図２（１）においてテンションローラ５２、ローラ軸６、軸傾斜部４１が傾斜している状態を表す図である。図３は図２（１）に示されるベルト制御装置の斜視図である。

図２（１）に示されるように、ベルト制御装置はテンションローラ５２の端部にテンションローラ５２の軸と同軸であるローラ軸６を有している。ローラ軸６はテンションローラ５２より直径が短い円柱の形状をしており、テンションローラ５２と一体となっている。また、ローラ軸６は後述するベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０をテンションローラ５２の軸の方向（図２（１）に示されるｚ方向。以降、ローラ軸方向という）に貫通している。そのため、ローラ軸６はローラ軸方向に自由に動くことができ、ローラ軸方向と垂直な方向にはベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０とともに動く。

テンションローラ５２の端部に、ベルト突当部３０がローラ軸方向に可動であるように設けられている。ベルト突当部３０は、ローラ軸方向に対して略垂直な平面である平面部３０ａを有している。平面部３０ａの周縁は円を形成しており、その円の中心はテンションローラ５２の軸上にある。また、平面部３０ａはベルト３がローラ軸方向外方に移動したときに、ベルト３の端部（ベルト端部３ａという）が接するベルト端部当接部として機能する。

ベルト端部３ａが移動して平面部３０ａに突き当たったときにベルト３がベルト突当部３０に乗り上げてテンションローラ５２から外れないように、図２（１）に示されるように平面部３０ａの周縁が形成する円の半径Ｄ１は、テンションローラ５２の半径Ｄ２にベルト３の厚さを加えた長さより長く構成される。半径８．７８（ｍｍ）のテンションローラ５２、厚さ８０（μｍ）のベルト３が用いられる場合、平面部３０ａの周縁の半径Ｄ１を８．８６（ｍｍ）より長く、たとえば９．００（ｍｍ）とすればよい。

なお、平面部３０ａはベルト端部当接部として機能するものであれば、その周縁が円でなく、たとえば長方形、多角形、その他任意の閉曲線を形成するものであってよい。その場合、テンションローラ５２の軸からその長方形等の周縁までの距離Ｄ１は、テンションローラ５２の半径Ｄ２にベルト３の厚さを加えた長さより長いものとする。また、平面部３０ａは凹凸や湾曲を有する面でもよく、ベルト端部当接部として機能するものであればその形状を問わない。

また、ベルト突当部３０はテンションローラ５２、ローラ軸６に対して固定されず、図２（１）に示されるｘｙ平面内でテンションローラ５２の軸と同じ軸を中心として自由に回転するように設けられている。このため、ベルト３が平面部３０ａに接している状態で走行するときに、ベルト突当部３０はベルト端部３ａとの摩擦力によりベルト３の走行に応じて回転する。

テンションローラ５２の端部とベルト突当部３０の間には円柱の形状に構成されたベルト端部支持部７が設けられている。ベルト端部支持部７は、その軸をテンションローラ５２の軸と同軸とし、その半径Ｄ３はテンションローラ５２の半径Ｄ２より短いものとする。これによって、ベルト３とベルト端部支持部７の側面の間に隙間（以降、隙間部３１ａという）が設けられる。このベルト端部支持部７はベルト端部３ａがベルト突当部３０と離れて重力によって垂れ下がるのを防ぐためにベルト端部３ａを支えるものである。なお、ベルト端部支持部７はベルト端部３ａを支えるものであれば、その形状は円柱ではなく角柱、立方体、その他いずれの形状であってもよい。また、テンションローラ５２とベルト端部支持部７との間には隙間（以降、隙間部３１ｂという）が設けられている。

また、ベルト突当部３０のローラ軸方向外方には、ベルト突当部３０と接するように軸傾斜部４１が設けられている。また、軸傾斜部４１はベルト３の面と平行な面に対してローラ軸方向外方を下にして傾斜している平面である傾斜面４１ａをローラ軸方向外方に有している。図３に示されるように傾斜面４１ａは円柱の側面の一部を形成するための形状であることが好適である。後述する軸ガイド部４２と接する部分の面積を減らすことによって傾斜面４１ａと軸ガイド部４２との間に発生する摩擦力による磨耗を減らすためである。

また、軸傾斜部４１は傾斜面４１ａのローラ軸方向外方に軸傾斜止め部４１ｂを有している。図３および図５（１）に示されるように軸傾斜止め部４１ｂはローラ軸６を中心軸とした円柱の側面の一部により実現されている。また、軸傾斜止め部４１ｂを実現する面は図５（２）に示されるようにローラ軸６と異なる軸を中心軸とした円柱の側面の一部でもよいし、図５（３）に示されるように平面であってもよい。ただし、図５（１）に示される面により軸傾斜止め部４１ｂが実現される場合、図５（２）および（３）に示される場合に比べて、後述する軸ガイド部４２と接する部分の面積が減り、軸傾斜止め部４１ｂと軸ガイド部４２との間に発生する摩擦力による磨耗を減らすことができる。

傾斜面４１ａおよび軸傾斜止め部４１ｂの材質は、摩擦係数が低く、耐摩耗性が高いポリアセタールが好適である。また、ローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度は３０度程度が好適である。ベルト端部３ａが突き当たったときに傾斜面４１ａが軸傾斜部当接部４２ａに加える負荷を少なくするためにローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度が小さい方がよく、一方、ローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度が小さすぎるとローラ軸６を傾けるために必要な軸傾斜部４１の移動が大きくなり、軸傾斜部４１が軸方向に移動するスペースを設けるために装置全体が大きくなってしまうからである。

さらに、図２（１）に示されるように軸傾斜部４１の軸方向外方に軸ガイド部４２が設けられている。軸ガイド部４２は、その一部である軸傾斜部当接部４２ａで傾斜面４１ａに接している。また、軸ガイド部４２は軸傾斜部４１に伴って移動しないように設けられている。このような構成によって、軸傾斜部４１がローラ軸方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸傾斜部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれ、軸傾斜部４１および軸傾斜部４１を貫通しているローラ軸６が傾斜する。ローラ軸６が傾斜すると、一体となっているテンションローラ５２が同様に傾斜する。また、軸傾斜部当接部４２ａはｘｚ平面を断面としてみたときに円弧となる円柱の側面の一部であること（以降、Ｒ形状という）が好適である。この場合、ｘｚ平面を断面としてみたときに角状となっている場合に比べて軸傾斜部当接部４２ａが接する部分の傾斜面４１ａの磨耗が軽減される。

また、ベルト制御装置が設置されたとき等、ベルト端部３ａによるローラ軸方向の力が加えられていないとき、軸ガイド部４２は軸傾斜部４１の軸傾斜止め部４１ｂに突き当たるため、軸傾斜部４１は−ｘ軸方向にずれることができない。さらに、テンションローラ５２の他端に設けられている軸傾斜部４１も同様に−ｘ軸方向にずれることができない。このため、テンションローラ５２は図２に示されるｚ軸にほぼ平行な状態となる位置（所定の位置）で設置される安定する。なお、ｘ軸、ｚ軸はローラ軸６がｚ軸に平行でずれていない場合における、それぞれベルト３の表面に垂直な方向、ローラ軸６の方向である。

一方、画像形成装置が動作し始めると、支持ローラ５３，テンションローラ５２が互いにほぼ平行な状態でない場合、ベルト３はローラ軸方向へ移動する。ベルト３がローラ軸方向へ移動しベルト突当部３０に突き当たると、上述したように軸傾斜部４１が傾斜するとともにローラ５が傾斜し、ベルト３が元の位置に戻る。この際、テンションローラ５２がｚ軸にほぼ平行な状態となる所定の位置に設置されていると、このベルト３が元の位置に戻るまでの時間が短くなる。それは、支持ローラ５２は製造時にはｚ軸方向に平行になるよう製造されるからである。つまり、軸傾斜部４１を所定位置に決められないと、ローラ５２は傾けて設置されてしまうこともありえ、その場合、他方のローラ５３とほぼ平行な状態を維持できなくなる。そのため、ベルト３がｚ軸方向に大きく移動してしまい、ベルトが元の位置に戻り安定するまで多大な時間を要することになってしまう。この間に画像がベルト上に作られると各感光体からの転写像がずれて転写され色ヅレのような不具合が発生してしまう。

ここで、軸傾斜部４１の他の例について説明する。図４は軸傾斜部４１の他の例を表す図である。ここで表されている軸傾斜部４１においては軸傾斜止め部４１ｂのみが図２（１）に示されるものと異なっている。上述において、軸傾斜止め部４１ｂは図３に示されるようにローラ軸６を中心軸とした円柱の側面の一部により実現されるとしたが、図４に示されるようにローラ軸６と軸傾斜止め部４１ｂを実現する円柱の側面は角度βをなしていてもよい。この場合、角度βが、ローラ軸６と傾斜面４１ａを実現する円柱側面のなす角度αより小さい所定の角度であればよい。このように軸傾斜止め部４１が設けられる場合、軸傾斜止め部４１ｂが設けられない場合に比べて、テンションローラ５２および支持ローラ５３が互いに平行な状態で安定しやすくなる。

また、軸ガイド部４２のローラ軸方向外方に固定部４６が設けられ、固定部４６のローラ軸方向外方にローラ軸支持部４３が設けられている。ここで、ローラ軸支持部４３、固定部４６の詳細について図６を用いて説明する。図６は、ローラ軸支持部４３を表す図である。

図６に示されるようにローラ軸支持部４３は、支持中心部４３ａ、テンションローラ調整部４３ｂ、ベルト張架バネ４３ｃ、支持部本体４３ｄを有している。
支持部本体４３ｄはローラ軸方向外方を下にしてローラ軸６が傾斜するのに伴って、支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って図６に示される矢印アの方向へ傾斜する。また、支持部本体４３ｄはローラ軸６の移動に伴って動くことのない固定部４６とローラ軸支持バネ４５によって連結されている。上述のように、支持部本体４３ｄが矢印アで示される方向に傾斜するとローラ軸支持バネ４５が伸びる。ローラ軸支持バネ４５が伸びると、その伸びを戻す方向へ弾性力が発生しローラ軸支持部４３は矢印イで示される方向へ戻ろうとする。なお、ローラ軸支持バネ４５は弾性体の一例であり、バネに代えて板バネ、ゴム等によって実現されてもよい。

テンションローラ調整部４３ｂはローラ軸６を覆って接合されており、支持部本体４３ｄとベルト張架バネ４３ｃによって連結されている。ベルト張架バネ４３ｃはテンションローラ調整部４３ｂ、ローラ軸６を通してテンションローラ５２に対して他のローラから離れる方向に弾性力を加える。これによって、テンションローラ５２に架け渡されたベルト３は弛むことなく張り詰めた状態を維持できる。なお、ベルト張架バネ４３ｃはベルト張架用弾性体の一例であり、バネに代えて板バネ、ゴム等によって実現されてもよい。

また、ベルト制御装置には軸傾斜部４１の回転を止める軸傾斜部回転止め部４７が設けられている。軸傾斜部回転止め部４７について図５および図７を用いて詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る軸傾斜部および軸傾斜部回転止め部を表す断面図である。軸傾斜部回転止め部４７は図５（１）に示されるように軸傾斜部４１の側面と底面に沿って軸傾斜部４１を覆う形状をしている。また、軸傾斜部回転止め部４７はｘｙ平面内で動くことができないように、固定して設けられている軸ガイド部４２と接合されている。このため、軸傾斜部４１がｘｙ平面内で図５（１）の矢印ウの方向に回転するような力が加わっても軸傾斜部４１は回転しない。一方、軸傾斜部回転止め部４７軸傾斜部４１がｚ方向に動くことを妨げるものではない。

なお、軸傾斜部回転止め部４７は軸傾斜部４１の回転を止めるものであれば図５（１）に記載の形状でなくてもよい。図７は、軸傾斜部回転止め部４７の他の例を説明するための図である。たとえば、軸傾斜部回転止め部４７は図７（１）および（２）に示される形状であってもよい。また、軸傾斜部回転止め部４７は図７（３）に示されるように軸傾斜部４１と接合している部材であってもよい。または軸傾斜部４１の一部が軸傾斜部回転止め部４７として機能するとしてもよい。

また、軸傾斜部回転止め部４７は軸ガイド部４２と接合されているものに限らず、ローラ軸の移動によって移動しない部材、たとえば固定部４６や画像形成装置のフレームと接合してもよい。さらに、上述の実施形態ではベルト突当部３０はベルト３の走行に応じて回転するものとされているが、ベルト突当部３０が回転しないように設置されているものであれば、軸傾斜部回転止め部４７はベルト突当部３０と接合されてもよい。

なお、上述した部材のうちテンションローラ５２、ローラ軸６、ベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０を有するものをローラユニットという。また、軸傾斜部４１、軸ガイド部４２、ローラ軸支持部４３、固定部４６、および図６に示されるローラ軸支持バネ４５を有するものをベルト位置補正部４０という。

次に、本実施形態の画像形成装置におけるベルト制御装置の動作について説明する。画像形成装置の駆動ローラ５１が駆動源によって回転すると、駆動ローラ５１の回転に伴って図２（１）に示されるｙ方向（以降、走行方向という。）へベルト３が走行する。そして、ベルト３の走行に伴ってベルト３を架け渡しているテンションローラ５２が回転する。このとき、ベルト３は、例えば複数のローラが互いに平行でないことが原因となってローラ軸方向へ移動することがある。ベルト３がローラ軸方向へ移動してベルト端部３ａが平面部３０ａに突き当たると、ベルト端部３ａがローラ軸方向外方への力をベルト突当部３０に加えながら、ベルト３は走行方向へ走行する。

ここで、ベルト３におけるローラ軸方向の移動について図２および図８を用いて詳細に説明する。ここでは説明を容易にするためテンションローラ５２および支持ローラ５３に架け渡されている部分のベルト３の動作について説明する。

図８は、ベルトのローラ軸方向への移動について説明するための図である。図８には、テンションローラ５２および支持ローラ５３にベルト３が架け渡され、テンションローラ５２と支持ローラ５３とが互いに平行でない状態が表されている。特に、図８（１）には、テンションローラ５２が紙面に対して平行で、支持ローラ５３の左側の端部が右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるように傾いている状態が表されている。このようにテンションローラ５２の軸と支持ローラ５３の軸とが互いに平行でないことによって、ベルト３が走行方向に対して角度γで傾いている場合、ベルト３が距離Ｌだけ走行すると、ベルト３は＋ｚ方向（図８において右側に向かう方向）に距離Ｌｔａｎγだけ移動する。

ベルト３がローラ軸方向に移動してベルト突当部３０に突き当たると、軸傾斜部４１はローラ軸方向外方へ移動してローラ軸６およびテンションローラ５２が傾斜する。この動作について具体的に説明する。

図２（１）に示されるように、ベルト端部３ａがベルト突当部３０の平面部３０ａに突き当たるとベルト突当部３０はローラ軸方向外方（＋ｚ方向）へ移動する。軸ベルト突当部３０の移動によって軸傾斜部４１にはローラ軸方向外方への力が加わる。この力によって軸傾斜部４１がローラ軸方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸ガイド部４２の軸傾斜部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれて傾斜する。そして、軸傾斜部４１の傾斜に伴って軸傾斜部４１を貫通しているローラ軸６の端部が＋ｘ方向（図２（２）において下側へ向かう方向）へ移動する。

ローラ軸６の端部が＋ｘ方向に移動すると、ローラ軸６が貫通しているテンションローラ５２は傾斜する。図２（２）に示されるテンションローラ５２が傾いた状態をｘ軸方向から見た図が図８（２）である。図８（２）に示されるようにテンションローラ５２の左側の端部は右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるよう傾斜している。ここで、テンションローラ５２が支持ローラ５３の傾斜より大きく傾斜していると、テンションローラ５２および支持ローラ５３は図８（１）に示される状態とは相対的に逆の傾きを形成することになる。テンションローラ５２および支持ローラ５３が相対的に逆の傾きを形成するとベルト３は−ｚ方向（図８（２）において左側に向かう方向）に移動し元の位置に戻っていく。

具体的には、図８（２）に示されるように、テンションローラ５２が傾斜することによってベルト３の走行方向が角度γ’だけ傾斜した場合、ベルト３が距離Ｌだけ走行すると上述の動作と逆方向である−ｚ方向へＬｔａｎγ’の距離だけ移動する。すなわち、テンションローラ５２に架け渡されているベルト３は軸方向内方へ戻っていき、ベルト３の位置が元の位置に戻るように補正される。

また、上述の構成において、テンションローラ５２とベルト端部支持部７との間には隙間部３１ｂが設けられている（図２参照）ため、ガタが発生してテンションローラ５２がローラ軸方向に動いてもテンションローラ５２とベルト端部支持部７は離れている状態を維持する。そのためテンションローラ５２がベルト端部支持部７を介してベルト突当部３０および軸傾斜部４１に対して軸方向外方へ力を加えることはない。したがって、ベルト端部３ａがベルト突当部３０に突き当たることによって加わる力のみによってローラ軸６は傾斜することができる。

すなわち、ベルト３がローラ軸方向外方に大きく移動した場合にはベルト端部３ａがベルト突当部３０に加わる力は大きく、そのためローラ軸６が傾斜する角度γ’が大きくなりベルト３がローラ軸方向内方へ戻っていく距離Ｌｔａｎγ’が長くなる。一方、ベルト３のローラ軸方向外方への移動が小さい場合にはベルト端部３ａがベルト突当部３０に加える力は小さく、そのためローラ軸６が傾斜する角度γ’は小さくなりベルト３がローラ軸方向内方へ戻っていく距離Ｌｔａｎγ’が短くなる。このようにベルト３のローラ軸方向外方への移動の大きさによって、ベルト３がローラ軸内方へ戻っていく距離が決まり、適切な補正が可能となる。

また、本実施形態においては、図６に示されるようにローラ軸支持バネ４５が設けられているので、軸傾斜部４１に対してローラ軸方向外方（ｚ方向）への力が加わってローラ軸６の端部がｘ軸方向に移動すると、ローラ軸支持部４３は図６の矢印アで示される方向に支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って傾斜する。ローラ軸支持部４３が傾斜することによって伸びたローラ軸支持バネ４５の伸びを戻す方向に弾性力が発生する。この弾性力によってローラ軸支持部４３は元の位置の方（矢印イで示す方向）に戻ろうとするため、ローラ軸支持部４３に覆われているローラ軸６は上方に変位しようとする。このため、軸傾斜部４１は自重によって軸ガイド部４２から離れることなく、傾斜面４１ａにおいて軸ガイド部４２の軸傾斜部当接部４２ａと接した状態を保持することが可能となる。

ところで、上述のようにテンションローラ５２が回転すると、これと接合して設けられているローラ軸６が回転する。このため、軸傾斜部４１がローラ軸６との接触によって発生する摩擦力によって回転することがある。また、軸傾斜部４１は上述のとおり回転するベルト突当部３０との接触によって発生する摩擦力によって回転することがある。

このように軸傾斜部４１がローラ軸６の回転方向に回転すると軸傾斜部４１の傾斜面４１ａが軸傾斜部当接部４２ａに接触しながら動くため、軸傾斜部４１が回転しない場合に比べて磨耗が激しくなってしまう。そのため軸傾斜部回転止め部４７を設けて、軸傾斜部４１がｘｙ平面内で図５の矢印ウの方向に回転するような摩擦力が加わっても軸傾斜部回転止め部４７にあたって軸傾斜部４１の回転が止まる。

以上のように本実施形態において軸傾斜部回転止め部４７を設けることによって、ローラ軸６の回転に伴って軸傾斜部４１が回転するのを防ぐことができ、軸傾斜部４１と軸ガイド部４２における接点での磨耗を減少することが可能となる。したがって、軸傾斜部４１や軸ガイド部４２の損傷を防ぐことができるので、ベルト３の搬送における不具合を減少したり、部品の寿命を延ばしたりすることが可能となる。

ここで、上述のように動作する画像形成装置においてベルト制御装置が設置される状態について図９を用いて説明する。図９は、ローラおよびベルト制御装置を設置した状態を表す図である。既に説明したとおり、軸傾斜部４１は軸傾斜部当接部４２ａと接しながらｘ軸方向に移動するため、軸傾斜止め部４１ｂを有しない構成の場合、図９（２）に示されるようにローラ軸６がｚ軸に平行とならない状態で設置されてしまうことがある。

このような構成において、図９（１）に示されるようにテンションローラ５２の一の端部に設けられている軸傾斜部４１が軸傾斜止め部４１ｂを有し、ローラの他の端部に設けられている軸傾斜部４１’が軸傾斜止め部４１ｂ’を有することによって、ローラ軸６はｚ軸に平行な状態で安定する。具体的には、ベルト制御装置が設置されるとき画像形成装置は動作していないため軸傾斜部４１、軸傾斜部４１’ともにｚ軸方向への力を受けることはない。そのような状態でベルト制御装置が設置されると、軸傾斜止め部４１ｂが軸ガイド部４２のＲ形状を形成する下面と突き当たって軸傾斜部４１の−ｘ軸方向への移動が妨げられる。このため軸傾斜止め部４１ｂ’も＋ｘ軸方向へ移動しない。同様に、軸傾斜部４１’の軸傾斜止め部４１ｂ’が軸ガイド部４２’のＲ形状の下面と突き当たって軸傾斜部４１’の−ｘ軸方向への移動が妨げられる。このため軸傾斜止め部４１ｂも＋ｘ軸方向へ移動しない。

これらの結果、軸ガイド部４２、軸ガイド部４２’のＲ形状の下面が、それぞれ軸傾斜止め部４１ｂ、軸傾斜止め部４１ｂ’と接する位置で安定し、ローラ軸６、ローラ軸６’、およびそれらと一体となっているテンションローラ５２はｚ軸に平行な状態で安定する。同様にして、支持ローラ５３もｚ軸に平行な状態で安定するため、テンションローラ５２と支持ローラ５３は互いに平行な状態で安定する。なお、画像形成装置が動作し、軸傾斜部４１または軸傾斜部４１’にｚ軸方向の力が加わると上述したようにローラ軸６、ローラ軸６’、テンションローラ５２は図９（３）に示されるように傾斜する。

このように、互いに隣接するローラのそれぞれの軸傾斜部４１に軸傾斜止め部４１ｂを設けることによって画像形成装置が動作し始めるとき、複数のローラ軸が平行でないことに起因するベルト３のローラ軸方向への移動を防ぐことができる。また、軸傾斜止め部４１ｂを設けて複数のローラ軸が平行な状態（図９（２）参照）となるようにした場合、複数のローラが互いに平行でない状態（図９（１）参照）場合に比べて、ベルト３のローラ軸方向の移動を補正するときに軸傾斜部４１およびローラ軸６が傾斜する状態（図９（３）参照）までのローラの移動量は小さいもので済む。移動量が大きくなる場合に比べ、短時間でベルト３の走行方向を補正することができ、補正されるまでに発生する画像の不良を減少させることが可能となる。

なお、本実施形態においては、テンションローラ５２に隣接するローラである支持ローラ５３においても同様の構成のベルト制御装置を設けることによって、支持ローラ５３もｚ軸に平行な状態で安定する。このようにして、テンションローラ５２と支持ローラ５３を互いに平行な状態とし安定させてもよい。

また、テンションローラ５２でないローラ、すなわち駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４に係るベルトユニットにおいてはベルトのテンションを維持する機能を有しないためテンションローラ調整部４３ｂ、ベルト張架バネ４３ｃは必要がない。したがって、駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４においては、軸傾斜部回転止め部４７が軸ガイド部４２と接合して設けられればよい。

また、テンションローラ５２に限らず、駆動ローラ５１，テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４のいずれか二以上のローラの端部にベルト制御装置が設けられてもよい。

また、本実施形態において、軸傾斜部４１はローラ軸方向外方にベルトの面と平行な面に対してローラ軸方向外方を下にして傾斜している平面である傾斜面４１ａをテンションローラ５２の軸より上側に有しているとしたが、ローラ軸方向外方にベルトの面と平行な面に対してローラ軸方向外方を上にして傾斜している平面である傾斜面４１ａをテンションローラ５２の軸より下側に有しているとしてもよい。

また、本実施形態において、軸傾斜部４１はベルト端部３ａが平面部３０ａに接した状態でベルトが走行方向へ走行すると、ベルト端部３ａと平面部３０ａの間で発生する摩擦力によってベルト突当部３０はベルト３の走行に応じて回転する。これによって、ベルト端部３ａが摩擦力によって受ける負荷を低減でき、ベルト３の破損、平面部３０ａの磨耗を防止することが可能となる。

１ 感光体
３ 中間転写ベルト
６ ローラ軸
７ ベルト端部支持部
８ 帯電部
９ 露光部
１０ 現像部
１１ 転写ローラ
１２ クリーニング部
１４ 給紙部
１５ 給紙ローラ
１６ レジストローラ対
１７ 二次転写ローラ
１８ 定着部
１９ 排紙ローラ対
２０ ベルトクリーニング部
２１ クリーニングブレード
４０ ベルト位置補正部
３０ ベルト突当部
３０ａ 平面部
４１ 軸傾斜部
４１ａ 傾斜面
４１ｂ 軸傾斜止め部
４２ 軸ガイド部
４２ａ 軸傾斜部当接部
４３ ローラ軸支持部
４３ａ 支持中心部
４３ｂ テンションローラ調整部
４３ｃ ベルト張架バネ
４３ｄ 支持部本体
４５ ローラ軸支持バネ
４６ 固定部
４７ 軸傾斜部回転止め部
５１ 駆動ローラ
５２ テンションローラ
５３ 支持ローラ
５４ 支持ローラ

特開２００９−２８８４２６号公報

Claims (9)

1. 複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、
   前記ローラの両端部に、
   前記ローラの傾斜を所定の位置で止める軸傾斜止め部を備え、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動にともなって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部を有することを特徴とするベルト制御装置。
2. 請求項１に記載のベルト制御装置であって、
   前記軸傾斜部の移動に伴って移動しないように設けられている軸ガイド部を有し、
   前記軸傾斜止め部は、前記軸傾斜部の端部に設けられ、前記軸ガイド部が突き当たる所定の面を有することを特徴とするベルト制御装置。
3. 請求項２に記載のベルト制御装置であって、
   前記所定の面は、前記傾斜面におけるローラの軸方向外側の端部に設けられ、
   前記ローラ軸となす角度は前記傾斜面と前記ローラ軸がなす角度より小さいことを特徴とするベルト制御装置。
4. 請求項２または３に記載のベルト制御装置であって、
   前記所定の面は円柱の側面の一部であることを特徴とするベルト制御装置。
5. 請求項４に記載のベルト制御装置であって、
   前記円柱の軸は前記ローラの軸と同じであることを特徴とするベルト制御装置。
6. 請求項２乃至５のいずれか一項に記載のベルト制御装置であって、
   前記軸ガイド部における前記傾斜面と接する部分は円柱の側面の一部であることを特徴とするベルト制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のベルト制御装置であって、
   ２以上の前記ローラの両端部に、前記軸傾斜部および前記軸傾斜止め部を有することを特徴とするベルト制御装置。
8. 複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に用いられるローラユニットであって、
   前記ローラユニットに係るローラの両端部に、
   前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動にともなって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部と、
   前記軸傾斜部による前記ローラの傾斜を所定の位置で止める軸傾斜止め部と、
   を有することを特徴とするローラユニット。
9. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のベルト制御装置または請求項８に記載のローラユニットを有する画像形成装置。

Images