JP2014142583A - ベルト装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

ベルト装置、及び、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ベルト部材にソリや撓みが生じて検知手段によってベルト部材の幅方向端部の位置を正確に検知することができなくなってしまう不具合が軽減されて、ベルト部材の蛇行補正を確実におこなうことができる、ベルト装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】ベルト部材8の幅方向端部に対応する位置に設置されてベルト部材8の幅方向端部の位置を検知する検知手段80と、検知手段80の検知結果に基づいてローラ部材の回転軸の傾きを可変してベルト部材8の蛇行を補正する補正手段と、が設けられている。そして、ベルト部材8の幅方向端部に対応する位置であって、検知手段80の近傍の位置であり非画像領域に、ベルト部材8のソリや撓みを押止する押止部材88が設置されている。
【選択図】図5

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置と、そこに設置されるベルト装置と、に関し、特に、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、感光体ベルト等のベルト部材の蛇行を補正するベルト装置、及び、画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、中間転写ベルト(ベルト装置)を備えたタンデム型のカラー画像形成装置が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
詳しくは、4つの感光体ドラム(像担持体)が中間転写ベルト(ベルト部材)に対向するように並設されている。これらの4つの感光体ドラムでは、それぞれ、ブラック(黒色)、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー像が形成される。そして、各感光体ドラムで形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト上に重ねて転写される。さらに、中間転写ベルト上に担持された複数色のトナー像は、カラー画像として記録媒体上に転写される。
このような画像形成装置では、中間転写ベルトの幅方向端部の位置(変位)を検知して、その検知結果に基づいて中間転写ベルトの蛇行(幅方向の変位)を補正する技術が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
具体的に、特許文献1等では、中間転写ベルト(無端ベルト)の幅方向端部に当接してその変位に追従して揺動する接触子の変位量を、変位センサで検知している。そして、変位センサの検知結果に基づいて、蛇行補正ローラによって、中間転写ベルトの変位(蛇行)を補正している。詳しくは、中間転写ベルトを張架する蛇行補正ローラに連結された連結部材(揺動アーム)を偏心カムの動作によって揺動させることで、蛇行補正ローラの回転軸の傾きを可変して中間転写ベルトの蛇行を補正している。
また、特許文献2等では、中間転写ベルトの幅方向端部の位置を光学センサによって直接的又は間接的に検知している。そして、光学センサの検知結果に基づいて、ステアリングローラによって、中間転写ベルトの変位(蛇行)を補正している。詳しくは、中間転写ベルトを張架する蛇行補正ローラの一端側を保持するローラホルダ(揺動板)を巻取りプーリによって伸張されるワイヤの動作によって揺動させることで、ステアリングローラの回転軸の傾きを可変して中間転写ベルトの蛇行を補正している。
上述した従来の画像形成装置は、中間転写ベルトの幅方向端部の位置(変位)を検知する検知手段(変位センサや光学センサ)の近傍で、中間転写ベルトにソリや撓みが生じたときに、検知手段によって中間転写ベルトの幅方向端部の位置を正確に検知することができなくなってしまい、中間転写ベルトの蛇行補正の精度が低下してしまうことがあった。
このような問題は、ベルト部材として中間転写ベルトを用いたベルト装置に限定されることなく、ベルト部材の蛇行補正をおこなうベルト装置であれば、ベルト部材として転写搬送ベルトを用いたベルト装置や、ベルト部材として感光体ベルトを用いたベルト装置でも共通するものである。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ベルト部材にソリや撓みが生じて検知手段によってベルト部材の幅方向端部の位置を正確に検知することができなくなってしまう不具合が軽減されて、ベルト部材の蛇行補正を確実におこなうことができる、ベルト装置、及び、画像形成装置を提供することにある。
この発明の請求項1記載の発明にかかるベルト装置は、複数のローラ部材に張架されるとともに、所定の走行方向に走行して、その表面に画像が転写されるベルト部材と、前記ベルト部材の幅方向端部に対応する位置に設置されて、前記ベルト部材の幅方向端部の位置を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて前記複数のローラ部材のうち1つのローラ部材の回転軸の傾きを可変して前記ベルト部材の蛇行を補正する補正手段と、前記ベルト部材の幅方向端部に対応する位置であって前記検知手段の近傍の位置であり非画像領域に設置されて、前記ベルト部材のソリ又は/及び撓みを押止する押止部材と、を備えたことを特徴とするベルト装置。
本発明は、ベルト部材の幅方向端部に対応する位置であって検知手段の近傍の位置であり非画像領域に、ベルト部材のソリや撓みを押止する押止部材を設置しているため、ベルト部材にソリや撓みが生じて検知手段によってベルト部材の幅方向端部の位置を正確に検知することができなくなってしまう不具合が軽減されて、ベルト部材の蛇行補正が確実におこなわれる、ベルト装置、及び、画像形成装置を提供することができる。
この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 図1の画像形成装置における作像部を示す断面図である。 図1の画像形成装置に設置されるベルト装置を示す構成図である。 ベルト装置の一部を幅方向にみた概略図である。 検知部の近傍を示す概略斜視図である。 検知部の近傍を示す斜視図である。 筐体に対する押止部材及び検知部の関係を示す斜視図である。 補正ローラの近傍を奥側からみた概略斜視図である。 補正ローラの近傍を奥側からみた斜視図である。 駆動プーリの近傍を示す斜視図である。 補正ローラの近傍を手前側からみた概略斜視図である。 別形態の調整手段を示す斜視図である。 検知部の近傍を示す概略図である。 別形態の、検知部と押止部材との関係を示す斜視図である。 変形例1としてのベルト装置における、検知部の近傍を示す概略図である。 変形例2としてのベルト装置における、サブユニットを幅方向にみた概略図である。 別形態の、サブユニットを幅方向にみた図である。 図17のサブユニットの要部を示す拡大図である。 さらに別形態の、サブユニットの要部を幅方向にみた図である。 図19のサブユニットの要部を示す拡大図である。 変形例3としてのベルト装置における、押止部材の近傍を示す斜視図である。
実施の形態.
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
まず、図1及び図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図1は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置本体100の中央には、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8(ベルト部材)に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。
図2を参照して、イエローに対応した作像部6Yは、像担持体としての感光体ドラム1Yと、感光体ドラム1Yの周囲に配設された帯電部4Y、現像部5Y、クリーニング部2Y、除電部(不図示である。)等で構成されている。そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)がおこなわれて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明をおこなうことにする。
図2を参照して、感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像部5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される(現像工程である。)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8(ベルト部材)及び転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング部2Y内に回収される(クリーニング工程である。)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1Y上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様におこなわれる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部7から、画像情報に基いたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ベルト装置15(ベルト装置)は、図3を参照して、中間転写ベルト8、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ12B、テンションローラ12C、補正ローラ13、可動ローラ11、クリーニング対向ローラ14、検知部80、押止部材88(押え部材)、中間転写クリーニング部10、等で構成される。中間転写ベルト8は、複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14によって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ)12Aの回転駆動によって図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写電圧(転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置に達する。この位置では、2次転写対向ローラ12Bが、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体P上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、記録媒体Pに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。なお、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15の構成・動作については、後で図3〜図13を用いてさらに詳しく説明する。
ここで、図1を参照して、2次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Pは、装置本体100の下方に配設された給紙部26(又は、側方に配設された給紙部)から、給紙ローラ27やレジストローラ対28等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の記録媒体Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
レジストローラ対28(タイミングローラ対)に搬送された記録媒体Pは、回転駆動を停止したレジストローラ対28のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対28が回転駆動されて、記録媒体Pが2次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体P上に、所望のカラー画像が転写される。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Pは、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体P上に定着される。
その後、記録媒体Pは、排紙ローラ対(不図示である。)によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出された記録媒体Pは、出力画像として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2にて、作像部における現像部の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部5Yは、感光体ドラム1Yに対向する現像ローラ51Yと、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yと、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yと、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Yと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Yと、等で構成される。現像ローラ51Yは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
このように構成された現像部5Yは、次のように動作する。
現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像装置5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である。)。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である。)まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、図3〜図13にて、本実施の形態における中間転写ベルト装置15(ベルト装置)について詳述する。
図3は、ベルト装置としての中間転写ベルト装置15を示す構成図である。図4(A)は中間転写ベルト装置15の一部を幅方向にみた概略上面図であって、図4(B)は中間転写ベルト装置15の一部を幅方向にみた概略側面図である。図5は、中間転写ベルト装置15における検知部80の近傍を模式化して示す概略斜視図であって、特に理解を容易にするために検知部80と中間転写ベルト8との上下関係を図6のものに対して逆転して図示している。図6は検知部80の近傍を示す斜視図(押止部材88の図示を省略している。)であって、図7は筐体90に対する押止部材88及び検知部80の関係を示す斜視図である。図8は、中間転写ベルト装置15における補正ローラ13の近傍(補正手段)を奥側からみた概略図であって、斜視図において一部を平面図として模式化して図示したものである。図9は、補正ローラ13の近傍を奥側からみた斜視図である。図10は、揺動アーム31を揺動する駆動源としての駆動プーリ38の近傍を示す斜視図である。図11は、補正ローラ13の近傍(調整手段)を手前側からみた概略斜視図である。また、図12は、別形態の調整手段を示す斜視図であって、補正ローラ13の近傍を手前側からみた斜視図である。
また、図13(A1)は押止部材88が設置された場合における検知部80の近傍を幅方向に示す概略断面図であって、図13(B1)は押止部材88が設置されない場合における検知部80の近傍を幅方向に示す概略断面図である。さらに、図13(A2)は押止部材88が設置された場合における検知部80の近傍を中間転写ベルト8の走行方向に沿って示す概略側面図であって、図13(B2)は押止部材88が設置されない場合における検知部80の近傍を中間転写ベルト8の走行方向に沿って示す概略側面図である。
なお、各図において、中間転写ベルト8を矩形状に図示するなど、簡単のため、各部材の図示を適宜に簡略化又は模式化して図示している。
図3及び図4を参照して、中間転写ベルト装置15(ベルト装置)は、ベルト部材としての中間転写ベルト8、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ12B、テンションローラ12C、補正手段としての補正ローラ13、可動ローラ11、クリーニング対向ローラ14、検知手段としての検知部80、押止部材88(押え部材)、中間転写クリーニング部10、等で構成される。
ベルト部材としての中間転写ベルト8は、各色のトナー像をそれぞれ担持する4つの像担持体としての感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向するように配設されている。中間転写ベルト8は、主として6つのローラ部材(駆動ローラ12A、2次転写対向ローラ12B、テンションローラ12C、可動ローラ11、補正ローラ13、クリーニング対向ローラ14、である。)によって張架・支持されている。
本実施の形態において、中間転写ベルト8は、PVDF(フッ化ビニルデン)、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PI(ポリイミド)、PC(ポリカーボネート)、等を単層又は複数層に構成して、カーボンブラック等の導電性材料を分散させたものである。中間転写ベルト8は、体積抵抗率が107〜1012Ωcm、ベルト裏面側の表面抵抗率が108〜1012Ωcmの範囲となるように調整されている。また、中間転写ベルト8は、厚さが80〜100μmの範囲となるように設定されている。本実施の形態では、中間転写ベルト8の厚さが90μmに設定されている。
なお、必要に応じて中間転写ベルト8の表面に離型層をコートすることもできる。その際、コートに用いる材料として、ETFE(エチレン−四フッ化エチレン共重合体)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、PVDF(フッ化ビニルデン)、PEA(パーフルオロアルコキシフッ素樹脂)、FEP(四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体)、PVF(フッ化ビニル)、等のフッ素樹脂を使用できるが、これに限定されるものではない。
また、中間転写ベルト8の製造方法としては、注型法、遠心成形法、等があり、必要に応じてその表面を研磨する工程がおこなわれる。
転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を介して対応する感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向している。詳しくは、イエロー用の転写ローラ9Yは中間転写ベルト8を介してイエロー用の感光体ドラム1Yに対向し、マゼンタ用の転写ローラ9Mは中間転写ベルト8を介してマゼンタ用の感光体ドラム1Mに対向し、シアン用の転写ローラ9Cは中間転写ベルト8を介してシアン用の感光体ドラム1Cに対向し、ブラック用(黒色用)の転写ローラ9Kは中間転写ベルト8を介してブラック用(黒色用)の感光体ドラム1Kに対向している。
可動ローラ11は、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kとともに保持部材(不図示である。)に保持されていて、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間させるように構成されている。
具体的に、可動ローラ11が4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kとともに図3の下方に移動することで、中間転写ベルト8が感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間する。このような中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kから離間させる動作は、中間転写ベルト8の磨耗劣化を軽減するためにおこなわれるものであって、非画像形成時等におこなわれる。また、図示は省略するが、モノクロ画像を形成するときには、可動ローラ11がカラー用の3つの転写ローラ9Y、9M、9Cとともに下方に移動することで、中間転写ベルト8をブラックの感光体ドラム1Kのみに当接させる。
駆動ローラ12Aは、不図示の駆動モータによって回転駆動される。これにより、中間転写ベルト8は所定の走行方向(図3の時計方向である。)に走行することになる。
2次転写対向ローラ12Bは、中間転写ベルト8を介して2次転写ローラ19に当接している。テンションローラ12Cは、中間転写ベルト8の外周面に当接している。2次転写対向ローラ12Bとテンションローラ12Cとの間には、中間転写ベルト8を介してクリーニング対向ローラ14に対向するように中間転写クリーニング部10(クリーニングブレード)が設置されている。
ここで、本実施の形態における中間転写ベルト装置15には、中間転写ベルト8の幅方向(図3の紙面垂直方向である。)の変位を検知する検知手段としての検知部80が設置されている。換言すると、検知手段としての検知部80は、中間転写ベルト8の幅方向端部に対応する位置に設置されて、中間転写ベルト8の幅方向端部の位置を検知する。
詳しくは、図5(及び図6、図7)を参照して、検知部80は、中間転写ベルト8の幅方向端部に当接する当接部82aが設置された揺動部材82、揺動部材82の変位量を検知する光学センサ81(フォトセンサ)、揺動部材82(当接部82a)を中間転写ベルト8に当接させる方向に付勢するスプリング83(付勢部材)、等で構成されている。
揺動部材82は、当接部82a、回転支軸82b、アーム部82c等で構成されている。当接部82aは、略円柱状の部材であって、中央部が中間転写ベルト8の幅方向端部(端面)に腹当りするように当接して、根元部がアーム部82cの一端側に固設されている。回転支軸82bは、中間転写ベルト装置15の筐体90に回転可能に支持されている。アーム部82cは、略ブーメラン状に形成されていて、その中央部に回転支軸82bが形成されている。アーム部82cの他端側には、スリット82c1(開口)が形成されている。また、アーム部82cにおいてスリット82c1と回転支軸82bとの間には、スプリング83の一端が接続されている。スプリング83の他端は筐体90に接続されている。
このような構成により、揺動部材82は、中間転写ベルト8の幅方向の変位(図5中の破線両矢印方向のベルト寄りである。)に追従して揺動することになる(図5中の実線両矢印方向の揺動である。)。なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8は、走行方向(図5の矢印方向である。)に400mm/秒程度で走行するように設定されている。
そして、揺動部材82におけるアーム部82cのスリット82c1の位置を挟むように、光学センサ81が設置されている(筐体90に固設されている。)。光学センサ81は、主として、図5においてアーム部82c(スリット82c1)の上方に離間して設置された発光素子と、図5においてアーム部82c(スリット82c1)の下方に離間して設置された受光素子と、で構成されている。発光素子から射出された光は、スリット82cを介して、受光素子に入射する。このとき、回転支軸82bを中心にしてアーム部82cが回動することによって、光学センサ81に対向するスリット82c1の位置が変化して、受光素子に入射する光量が変化して、それに比例して受光素子(光学センサ81)の出力値が変化する。これにより、中間転写ベルト8の幅方向の変位量(幅方向端部の位置)を検知することができる。
ここで、図5に示すように、中間転写ベルト8の幅方向端部に対応する位置であって、検知手段としての検知部80の近傍の位置には、中間転写ベルト8のソリや撓みを押止(規制)する押止部材88が設置されているが、これについては後で詳しく説明する。
そして、検知部80によって中間転写ベルト8の変位(変位量)が検知されると、その検知結果に基いて補正ローラ13(補正手段31〜39)によって中間転写ベルト8の幅方向の変位が補正される。なお、中間転写ベルト8の蛇行が所定時間内に補正できなかった場合(検知部80の検知結果が所定範囲内に変化しなかった場合)には、制御上、蛇行補正に異常が生じたものと判断して、装置の稼動を停止する。
ここで、補正ローラ13は、図3を参照して、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに対して中間転写ベルト8の走行方向上流側であって、中間転写ベルト8の内周面に接するように配設されている。そして、補正ローラ13は、図4及び図8を参照して、ワイヤ33の巻取り・弛緩動作により揺動アーム31が揺動することにより、揺動中心W(調整部材67を介してフレーム70に固定支持されている。)を中心にしてX1、X2方向(上下方向である。)に揺動するように構成されている。
このような構成により、図4(A)において中間転写ベルト8が右側に変位(ベルト寄り)したときには、その検知結果に基いて、補正ローラ13がX1方向に揺動されて中間転写ベルト8の変位補正(蛇行補正)がおこなわれる。これに対して、図4(A)において中間転写ベルト8が左側に変位したときには、その検知結果に基いて、補正ローラ13がX2方向に揺動されて中間転写ベルト8の変位補正(蛇行補正)がおこなわれる。これにより、中間転写ベルト8が蛇行走行する不具合や、中間転写ベルト8が幅方向に大きく変位(ベルト寄り)して他の部材に接触して中間転写ベルト8が破損する不具合、等が抑止される。
以下、図8〜図10等を参照して、中間転写ベルト装置15における補正手段31〜39(蛇行補正機構)の構成・動作について詳述する。
補正手段31〜39(蛇行補正機構)は、補正ローラ13の一端側(図4の右側であって、装置の手前側(操作側)である。)を固定端として他端側(図4の左側であって、装置の奥側である。)を正逆方向(上下方向)に移動させることで、補正ローラ13の回転軸の傾きを可変して中間転写ベルト8の蛇行を補正する。図4及び図8を参照して、蛇行補正機構は、補正ローラ13(中間転写ベルト8を張架する複数のローラ部材のうちの1つである。)、揺動アーム31、引張スプリング35、ワイヤ保持プーリ32、ワイヤ33、ワイヤ中継プーリ36、2段プーリ37、駆動プーリ38、タイミングベルト39、等で構成されている。
揺動アーム31は、補正ローラ13の軸部13b(他端側の軸部である。)に連結された金属板である。詳しくは、図8を参照して、揺動アーム31は、一端側が補正ローラ13の軸部13bにベアリング34を介して連結されている。また、揺動アーム31の他端側には、ワイヤ保持プーリ32が非回転で保持されている。さらに、揺動アーム31の中央部は、装置15の側板(不図示である。)に回動可能に支持されていて、揺動アーム31の揺動中心31bとなっている。
また、本実施の形態では、軸部13b(ベアリング34)と揺動中心31bとの間に、付勢部材としての引張スプリング35の一端が接続されている。引張スプリング35の他端は装置15の筐体に接続されている。
ワイヤ保持プーリ32には、ワイヤ33の一端側が接続されている。ワイヤ33は、ワイヤ中継プーリ36を介して、その他端側が2段プーリ37のワイヤ巻取りプーリ部37aに接続されている。2段プーリ37のベルトプーリ部37bと駆動プーリ38とには、タイミングベルト39が巻装されている。駆動プーリ38は、不図示の駆動モータ(正逆方向に回転可能なモータであって、ステッピングモータ、DCモータ等のモータである。)のモータ軸に設置されている。なお、図10を参照して、駆動プーリ38(駆動モータ)は、筐体90に対して支軸91aを中心に回動可能に保持された保持板91に固定して設置されている。そして、この保持板91がスプリング92(一端側フックが保持板91に接続され、他端側フックが筐体90に接続されている。)によって付勢されることで、タイミングベルト39に所定の張力が付与されている。
このような構成により、駆動モータが駆動されて駆動プーリ38が回転することで、揺動アーム31が正逆方向(図8のX1、X2方向、又は、M1、M2方向である。)に回動して、走行方向に対する補正ローラ13の回転軸の傾きが可変されて中間転写ベルト8の蛇行が補正されることになる。
具体的に、駆動プーリ38の回転駆動によって2段プーリ37が図8(及び図10)の反時計方向に回転すると、張力が与えられた状態でワイヤ33が2段プーリ37のワイヤ巻取りプーリ部37aに巻き取られて、それにともない非回転のワイヤ保持プーリ32が下方に引っ張られて、引張スプリング35の付勢力に抗するように揺動アーム31がM1方向(正方向)に押し下げられる。これにより、補正ローラ13は、揺動中心Wを中心にして図8のX1方向に移動する。
これに対して、駆動プーリ38の回転駆動によって2段プーリ37が図8(及び、図10)の時計方向に回転すると、2段プーリ37のワイヤ巻取りプーリ部37aからのワイヤ33の巻き取りが解除されて、ワイヤ保持プーリ32との間でワイヤ33が弛緩した状態になり、引張スプリング35の付勢力によって揺動アーム31がM2方向(逆方向)に押し上げられる。これにより、補正ローラ13は、揺動中心Wを中心にして図8のX2方向に移動する。
なお、図9を参照して、揺動アーム31の一部には被検知部93(フィラー)が設置されていて、装置15には被検知部93の位置を光学的に検知する位置検知センサ94(フォトセンサ)が設置されている。これにより、揺動アーム31の回転方向の姿勢を判断して、補正ローラ13のX1、X2方向の移動量を正確に制御することができる。
また、本実施の形態では、補正ローラ13の傾きを可変する補正手段としてワイヤ機構を用いたものを採用したが、補正手段はこれに限定されることなく、例えば、補正手段としてカム機構を用いたものを採用することもできる。
以下、図11にて、本実施の形態における中間転写ベルト装置15の調整手段の構成・動作について詳述する。
図11を参照して、補正ローラ13の一端側(手前側)の軸部13aには、固定端の位置を調整する調整手段としての調整部材67(調整手段)が設置されている。詳しくは、補正ローラ13の軸部13a(固定端側軸部)は、調整部材67を介して装置15のフレーム70に回転可能に支持されている。調整部材67は、支軸67bを中心にしてフレーム70に回転可能に支持されている。調整部材67には、円弧状長穴67aが設けられている。また、装置15のフレーム70には、補正ローラ13の固定端側軸部13aが嵌合する長穴70aが形成されている。
このような構成により、調整部材67とともに固定端側軸部13aのQ1、Q2方向の移動を終了させた後に、調整部材67に形成された円弧状長穴67aを介してフレーム70の雌ネジ部にネジ68を螺合させて、調整部材67の回転方向の位置を固定することで、固定端側軸部13aの回動方向の位置を固定する。
このように構成された調整部材67は、中間転写ベルト8を張架・支持する複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14の平行度が充分ではない状態で中間転写ベルト装置15に組み付けられてしまったり、複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14を回転可能に支持するフレーム70が歪んでしまったり、複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14の真直度が充分でなかったりすること等により、補正ローラ13のデフォルト位置(基準位置)が移動範囲の中心位置から正逆方向のいずれかに大きくはずれてしまった場合に、デフォルト位置が移動範囲の中心位置になるように手動によって操作される。主には、製造工場において中間転写ベルト装置15の組立工程の最終段階に、補正ローラ13のデフォルト位置が移動範囲の中心位置になるように作業者によって調整部材67が操作される。また、市場において、事後的にフレームに歪みが生じる等して、補正ローラ13のデフォルト位置が移動範囲の中心位置から大きくはずれてしまった場合には、サービスマンによって調整部材67が操作される。
これにより、中間転写ベルト8の蛇行を所定時間内に補正できずに制御上異常が生じたものと判断されて装置15の稼動が停止してしまったり、補正ローラ13の移動範囲が正逆方向のいずれかで不足してしまい中間転写ベルト8の蛇行を充分に補正できなかったりする不具合の発生が抑止される。
なお、補正ローラ13の固定端側軸部13aの位置を調整する調整手段は、本実施の形態のものに限定されることなく、種々の形態のものを用いることができる。
図12は、別形態の調整手段を示す斜視図であって、補正ローラ13の近傍を手前側からみた斜視図である。
図12に示す調整手段は、調整部材67の支軸67b(回転中心)が補正ローラ13(軸部13a)に近く配置されている点や、フレーム70に調整部材67を固定するためのネジ68の位置が補正ローラ13(軸部13a)から離れて配置されている点や、補正ローラ13(軸部13a)の軸受の脱落を防止するための押え板69が調整部材67に設置されている点、などを除き、図11に示す調整手段とほぼ同様に構成されている。なお、図12に示す調整手段は、フレーム70に対する調整部材67の回動方向の位置(調整量)を示す調整目盛67cが調整部材67に刻印されているため、上述した補正ローラ13の調整作業を効率的におこなうことができる。
以下、本実施の形態における中間転写ベルト装置15において特徴的な、押止部材88の構成・動作について詳述する。
図5等を参照して、本実施の形態における中間転写ベルト装置15は、中間転写ベルト8(ベルト部材)の幅方向端部に対応する位置であって、検知手段としての検知部80(特に、当接部82a)の近傍の位置であり非画像領域に、中間転写ベルト8のソリや撓みを押止(規制)する押止部材88(押え部材)が設置されている。すなわち、押止部材88は、検知部80の側、かつ、非画像領域(画像が形成される可能性のある幅方向の領域の外側である。)の幅方向端部に設置されている。
詳しくは、押止部材88は、中間転写ベルト8の表裏面を挟み込んで、中間転写ベルト8に当接するように(又は、後述する本発明の効果が発揮される範囲内において、中間転写ベルト8に対して微小な距離をあけて対向するように)設置されている。すなわち、押止部材88は、中間転写ベルト8の幅方向奥側端部における外周面に対向する第1押止部材と、中間転写ベルト8の幅方向奥側端部における内周面に対向する第2押止部材と、で構成されている。
このような構成により、中間転写ベルト8にソリや撓みが生じても、少なくても検知部80における当接部82aの位置では、押止部材88によって中間転写ベルト8のソリや撓みが矯正されるため、中間転写ベルト8のベルト寄りに対する検知部80の検知精度の低下を軽減することができる。
具体的に、図13(B1)に示すように、押止部材88が設置されていない場合には、中間転写ベルト8にソリ(図中の破線で囲んだ部分である。)が生じると、検知部80の当接部82aが中間転写ベルト8の端部に当接せずに検知部80の誤検知が生じてしまうことがある。これに対して、図13(A1)に示すように、本実施の形態のように押止部材88を設置することで、中間転写ベルト8のソリが矯正されるため、検知部80の当接部82aが中間転写ベルト8の端部に確実に当接して検知部80の誤検知を防止して、中間転写ベルト8の蛇行補正が精度よくおこなわれることになる。
同様に、図13(B2)に示すように、押止部材88が設置されていない場合には、中間転写ベルト8に撓み(図中の破線で囲んだ部分である。)が生じると、検知部80の当接部82aが中間転写ベルト8の端部に当接せずに検知部80の誤検知が生じてしまうことがある。これに対して、図13(A2)に示すように、本実施の形態のように押止部材88を設置することで、中間転写ベルト8の撓みが矯正されるため、検知部80の当接部82aが中間転写ベルト8の端部に確実に当接して検知部80の誤検知を防止して、中間転写ベルト8の蛇行補正が精度よくおこなわれることになる。
特に、本実施の形態における押止部材88は、検知部80の当接部82aの真横(間近)に設置されているため、中間転写ベルト8のソリや撓みを効率的に規制して検知部80の誤検知を防止することができる。
なお、本実施の形態では、中間転写ベルト8の表裏面にそれぞれ対向するように押止部材88を構成しているが、中間転写ベルト8のソリや撓みが生じる位置が外周面側か内周面側かに限定されるような場合には、その位置に対応して中間転写ベルト8の外周面又は内周面のみに対向するように押止部材88を構成することもできる。
また、本実施の形態において、押止部材88(特に、中間転写ベルト8の外周面に対向する第1押止部材である。)は、中間転写ベルト8上に担持されるトナー像に干渉しないように、非画像領域(又は、非通紙領域)に設置されている。なお、押止部材88が、2次転写対向ローラ12B(2次転写ニップ)に対して下流側(中間転写ベルト8の走行方向下流側である。)であって、感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kとの対向領域に対して上流側に設置された場合には、そのような制約がなくなることになる。
ここで、本実施の形態では、図5や図7を参照して、中間転写ベルト装置15の筐体90に、押止部材88と検知部80とがそれぞれ別々に位置決めされて設置されている。特に、図7に示すように、検知部80は、ネジ99によって筐体90(側板)に締結・固定されている。
これに対して、図14に示すように、検知部80(検知手段)を、押止部材88に直接的に位置決めされるように設置することもできる。その場合には、部品精度や組み付け精度の影響が少なく、押止部材88と検知部80(当接部82a)との位置関係が直接的に定められることになるため、押止部材88と検知部80(当接部82a)とが設計上の理想の位置に設置されやすくなって、上述した本実施の形態における効果が確実に発揮されることになる。
詳しくは、図14(A)のものは、筐体90に固定された押止部材88(中間転写ベルト8の内周面に対向するように形成されている。)に対して、検知部80がネジ99によって締結・固定されている。
また、図14(B)のものは、筐体90に固定された押止部材88(中間転写ベルト8の内周面及び外周面に対向するように形成されている。)に対して、検知部80がネジ99によって締結・固定されている。
また、図14(C)のものは、筐体90に固定された押止部材88(中間転写ベルト8の内周面に対向するように形成されている。)に対して、検知部80がネジ99によって締結・固定されている。そして、その状態の押止部材88に対して、中間転写ベルト8の外周面に対向するように形成された押止部材88aがさらにネジ(不図示である。)等によって固定されている。このような構成のものは、押止部材88が設置された筐体90に中間転写ベルト8を設置した後に、ベルト外周面に対向する押止部材88aを設置できるため、装置15に対する中間転写ベルト8の組み付け性を向上させることができる。
また、本実施の形態において、押止部材88は、少なくとも、中間転写ベルト8に当接する当接面(又は、対向する対向面)が低摩擦材料で形成されている。具体的には、押止部材88は、ある程度の剛性を有する樹脂材料又は金属材料で形成されていて、その当接面(又は、対向面)に薄いフィルム状のPET(ポリエステルテレフタレート)が貼着されている。
これにより、押止部材88が中間転写ベルト8に摺接しても、その表面の磨耗を軽減することができるとともに、中間転写ベルト8の駆動トルクの増大を軽減することができる。特に、中間転写ベルト8の外周面又は内周面にゴム材料からなる弾性層等が形成されている場合には、中間転写ベルト8の表面摩擦抵抗が大きくなるため、押止部材88の当接面をPET等の低摩擦材料で形成することが有用になる。
なお、本実施の形態では、押止部材88と、検知部80の当接部82aと、を別々の部品として構成したが、押止部材と検知手段の当接部とを一体化することもできる。
具体的に、図15に示すように、検知部80における当接部82aとして、中間転写ベルト8の端部に当接する部分82a1(検知部の当接部として機能する部分)と、中間転写ベルト8の表裏面に当接する部分82a2(押止部材として機能する部分)と、を1つの部品として一体的に形成することもできる。
これにより、部品精度や組み付け精度の影響がなく、押止部材として機能する部分82a2と、検知部の当接部として機能する部分82a1と、の位置関係が直接的に定められることになるため、上述した本実施の形態における効果が確実に発揮されることになる。
また、本実施の形態において、図16に示すように、補正ローラ13(1つのローラ部材)と押止部材88と検知部80(検知手段)とを、中間転写ベルト装置15において小組み付け(サブ・アッセンブリ)されたサブユニット75として一体的に形成することもできる。具体的に、サブユニット75におけるブラケット76上に、補正ローラ13と押止部材88と検知部80とが設置されている。
その場合、先に説明した補正手段31〜39によって、検知部80の検知結果に基づいてサブユニット75を可動することで補正ローラ13の回転軸の傾きを可変して中間転写ベルト8の蛇行補正をおこなうことになる。
このような場合にも、部品精度や組み付け精度の影響が少なく、押止部材88と検知部80(当接部82a)との位置関係が精度よく定められることになるため、押止部材88と検知部80(当接部82a)とが設計上の理想の位置に設置されやすくなって、上述した本実施の形態における効果が確実に発揮されることになる。
また、このように補正ローラ13を含む複数の部材が小組み付け(サブ・アッセンブリ)されたサブユニット75(補正ローラ13)は、ワイヤ機構を用いた補正手段によって傾きを可変するのではなくて、カム機構を用いた補正手段によって傾きを可変することもできる。
具体的に、図17及び図18に示すサブユニット75は、図11のものと同様に、他端側においてブラケット76上に検知部80が固設されている。そして、このサブユニット75は、ブラケット76の一端側の底部に係合するカム96の回動によって、他端側の支軸76aを中心にしてX1、X2方向(上下方向である。)に揺動するように構成されている。なお、図17及び図18に示すサブユニット75は、図11のものと異なり、押止部材88がサブユニット化されていない。
他方、図19及び図20に示すサブユニット75は、図11のものと同様に、他端側においてブラケット76上に検知部80と押止部材88とが固設されている。また、このサブユニット75は、ブラケット76の一端側の底部に係合するカム(不図示である。)の回動によって、他端側の支軸76aを中心にしてX1、X2方向(上下方向である。)に揺動するように構成されている。
また、本実施の形態において、少なくとも中間転写ベルト8と複数のローラ部材11、12A〜12C、13、14とをサブユニットとして、中間転写ベルト装置15(又は、装置本体100)に対して着脱可能に形成することもできる。具体的に、図21に示すように、上述したサブユニットは、ユーザー又はサービスマンによって白矢印方向(幅方向に沿った方向であって、幅方向奥側から幅方向手前側に向かう方向である。)に手動で移動されて、中間転写ベルト装置15(又は、装置本体100)から取り出されることになる。また、サブユニットは、白矢印方向とは逆方向に移動されて、中間転写ベルト装置15(又は、装置本体100)に装着されることになる。
このように構成された場合に、中間転写ベルト装置15(又は、装置本体100)において、サブユニットの着脱動作を妨げない位置に押止部材88(さらには、検知部80)を設置することで、押止部材88(又は、検知部80)をサブユニットの構成部品とする必要がなくなるため、サブユニットのコストを低廉化することができる。具体的に、図21を参照して、サブユニットの着脱方向に直交する断面でみたときに、押止部材88は、中間転写ベルト8の表裏面に対向する位置であって、サブユニットのフレーム71に干渉しない位置に設置されている。
以上説明したように、本実施の形態における中間転写ベルト装置15では、中間転写ベルト8(ベルト部材)の幅方向端部に対応する位置であって検知部80(検知手段)の近傍の位置であり非画像領域に、中間転写ベルト8のソリや撓みを押止する押止部材88を設置しているため、中間転写ベルト8にソリや撓みが生じて検知部80によって中間転写ベルト8の幅方向端部の位置を正確に検知することができなくなってしまう不具合が軽減されて、中間転写ベルト8の蛇行補正を確実におこなうことができる。
なお、本実施の形態では、ベルト部材として中間転写ベルト8を用いたベルト装置(中間転写ベルト装置15)に対して本発明を適用した。これに対して、ベルト部材として転写搬送ベルトを用いたベルト装置(ベルト部材上で記録媒体を搬送しながら記録媒体上に複数色のトナー像を転写するベルト装置である。)に対しても本発明を適用することができる。さらに、ベルト部材として感光体ベルト(本実施の形態における感光体ドラムと同等に機能するものであって、無端ベルト形状の感光体である。)を用いたベルト装置に対しても本発明を適用することができる。これらの場合にも、検知手段の近傍においてベルト部材のソリや撓みを規制する押止部材を設置することで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、補正ローラ13の固定端側軸部13aの位置を調整する調整部材67(調整手段)が設置された中間転写ベルト装置15に対して本発明を適用したが、調整部材67(調整手段)が設置されていない中間転写ベルト装置15に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、ベルト部材の端部の位置を検知する検知手段として、ベルト端部に当接する当接部82aが設置された検知部80を用いた。しかし、ベルト部材の端部の位置を検知する検知手段の形態はこれに限定されることなく、例えば、検知手段として特許文献2に開示された光学センサ(ベルト端部に接触する部材を設置することなく、非接触で検知する手段である。)を用いることもできる。
また、本実施の形態において、押止部材88は、ベルト部材8の表裏面を挟み込むようにベルト部材8に当接して、ベルト部材8のソリや撓みを押止するように構成されている。これに対して、押止部材88を、ベルト部材8の表面(オモテ面)又は裏面のみに当接して、ベルト部材8の表面(オモテ面)又は裏面のみのソリや撓みを押止するように構成することもできる。
そして、それらの場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
1Y、1M、1C、1K 感光体ドラム(像担持体)、
8 中間転写ベルト(ベルト部材)、
12A〜12C ローラ部材、
13 補正ローラ(ローラ部材)、
13a、13b 軸部、
15 中間転写ベルト装置(ベルト装置)、
31 揺動アーム、
70、71 フレーム、
75 サブユニット、 76 ブラケット、
80 検知部(検知手段)、
81 光学センサ、
82a 当接部、
88 押止部材(押え部材)、
100 画像形成装置本体(装置本体)。
特開2006−343629号公報 特開2011−118326号公報 特開2000−34031号公報

Claims (8)

  1. 複数のローラ部材に張架されるとともに、所定の走行方向に走行して、その表面に画像が転写されるベルト部材と、
    前記ベルト部材の幅方向端部に対応する位置に設置されて、前記ベルト部材の幅方向端部の位置を検知する検知手段と、
    前記検知手段の検知結果に基づいて前記複数のローラ部材のうち1つのローラ部材の回転軸の傾きを可変して前記ベルト部材の蛇行を補正する補正手段と、
    前記ベルト部材の幅方向端部に対応する位置であって前記検知手段の近傍の位置であり非画像領域に設置されて、前記ベルト部材のソリ又は/及び撓みを押止する押止部材と、
    を備えたことを特徴とするベルト装置。
  2. 前記押止部材は、前記ベルト部材の表裏面を挟み込むように前記ベルト部材に当接することを特徴とする請求項1に記載のベルト装置。
  3. 前記検知手段は、前記押止部材に位置決めされるように設置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベルト装置。
  4. 前記検知手段は、前記ベルト部材に当接する当接部を具備し、
    前記押止部材と前記検知手段の前記当接部とが一体化されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のベルト装置。
  5. 前記押止部材は、前記ベルト部材に当接する当接面が低摩擦材料で形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のベルト装置。
  6. 前記1つのローラ部材と前記押止部材と前記検知手段とがサブユニットとして一体的に形成され、
    前記補正手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて前記サブユニットを可動することで前記1つのローラ部材の回転軸の傾きを可変して前記ベルト部材の蛇行を補正することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のベルト装置。
  7. 少なくとも前記ベルト部材と前記複数のローラ部材とがサブユニットとして装置又は画像形成装置本体に対して着脱可能に形成され、
    前記押止部材は、前記サブユニットの着脱動作を妨げない位置に設置されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載のベルト装置。
  8. 請求項1〜請求項7のいずれかに記載のベルト装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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