JP2641609B2

JP2641609B2 - ベルト駆動装置

Info

Publication number: JP2641609B2
Application number: JP2258497A
Authority: JP
Inventors: 浩三橋; 光彦高橋; 慎也結城; 嘉久中野
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1997-08-20
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JPH04133928A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、平ベルトの駆動装置、特に、電子写真方式
を用いた機器の感光体ベルト、転写搬送ベルト等のベル
ト駆動装置に関するものである。

（従来の技術）従来より、例えば電子写真装置において、装置の軽量
化及びコンパクト化を目的として、互いに略平行に配置
した複数本のローラ部材に、表面に感光体層または誘電
体層を形成した平ベルトを掛け渡し、該平ベルトを感光
体ドラムの代わりに感光体ベルト、または転写搬送ベル
トとして用いることが知られている。

ところが、このような用途に用いられる平ベルトは、
プラスチックフィルムや金属箔等、伸びが小さくて強度
の高い材料を基材として形成される場合が多い。従っ
て、この種の平ベルトは、弾性変形し難いことから、各
関連部品の寸法誤差、ローラ部材の取付誤差、ベルト張
力のアンバランス、ベルト周長さの不均一などをベルト
自体の変形で吸収することができず、この結果、平ベル
トの走行時に蛇行が発生し易いという問題があった。

しかし、このような電子写真装置では、正確な画像形
成を行うために、高精度、高解像度が要求されるので、
この平ベルトの蛇行を防止する必要がある。

そして、このような、ベルトの蛇行を防止するための
従来技術として、特開昭56−127501号公報や特開昭59−
205052号公報に示されるようにベルトに蛇行防止用のガ
イドを設けたり、特開昭57−60347号公報に示されるよ
うに規制部材を設けて平ベルトの蛇行を強制的に防止す
ることが提案されている。また、実開昭58−110609号公
報や実開昭64−48457号公報に示されるような複雑なメ
カニズム構造を用いて蛇行を修正するようにしたものも
ある。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、特開昭56−127501号公報、特開昭59−
205052号公報及び特開昭57−60347号公報に示される構
成では、外的要因により平ベルトを強制的に受け止める
ようにしているから、平ベルトとローラ部材との組合わ
せの条件如何により機構として成立し得ない場合があ
る。即ち、平ベルトの寄り力が大きくなるほどガイド及
び規制部材の強度を増大させる必要がある。また、平ベ
ルト自体の幅方向座屈強度を増大させる必要があり、同
時に平ベルト端部が損傷しないように端部強度をも増大
させる必要がある。従って、ベルト厚さが薄くなるほど
上記方式の採用は困難となる。また、平ベルトにガイド
を設ける場合に、精度良くガイドを設ける必要があり、
特にシームレスベルトの場合では、このガイドを形成す
ること自体が非常に困難であった。

また、実開昭58−110609号公報、実開昭64−48457号
公報に示されるものでは、複雑なメカニズムを用いて蛇
行を修正するために、高価でしかも余分なスペースを必
要とし、装置全体としての大型化に繋るばかりでなく、
複雑な機構で部品点数が多く、それだけ故障発生要因部
が増加することになり、装置の信頼性が十分に確保され
ているとは言い難いものであった。

本発明は、ローラ部材及び平ベルトに複雑な加工を施
すことなく、簡単な機構で必要スペースが小さく、安価
にベルトの蛇行を防止することができるベルト駆動装置
を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明では、平ベルト
に蛇行が発生すると、この平ベルトの走行運動力によっ
てローラ部材の軸端部を所定方向に変位させて逆方向の
蛇行成分を発生させるようにした。

具体的に、請求項（１）記載の発明は、ベルト駆動装
置として、平ベルトと、該平ベルトが掛け渡され、且つ
各々軸により回転可能に支持され、少なくとも１本が蛇
行検出用ローラ部材に構成された３本以上のローラ部材
と、前記蛇行検出用ローラ部材の少なくとも一方の軸端
部に、該蛇行検出用ローラ部材と独立して回転自在に支
持された蛇行検出部材と、前記蛇行検出用ローラ部材の
前記蛇行検出部材が配設された軸端部を回転軸心と直行
する所定方向に移動可能に支持するローラ支持部材と、
前記蛇行検出部材に連結され、蛇行検出部材に平ベルト
が接して回転トルクが作用したときに、その回転運動を
直線運動に変換することによって、蛇行検出用ローラ部
材の軸端部を所定方向に変位させるローラ端部変位手段
とを設けるものとする。

そして、前記蛇行検出用ローラ部材を、隣接する一対
のローラ部材との間のベルト張力の合成ベクトルが上記
ローラ端部変位手段による軸端部の変位方向に対して逆
向きの成分を持つように配置したものである。

請求項（２）の発明は、前記請求項（１）の発明にお
けるローラ端部変位手段として、蛇行検出用ローラ部材
を隣接する一対のローラ部材の軸間の方向よりも外側に
傾いた方向に変位させるもので構成したものである。

（作用）以上の構成により、請求項（１）の発明では、平ベル
トが蛇行により変位して蛇行検出部材に接すると、該蛇
行検出部材が平ベルトとの接触摩擦により回転し、ロー
ラ端部変位手段によってこの蛇行検出部材の回転運動が
直線運動に変換される。これによって、蛇行検出用ロー
ラ部材の一方の軸端部が所定方向に変位する。このよう
にして蛇行検出ローラ部材の一端部が変位すると、平ベ
ルトに逆方向の蛇行変位が発生し、前記初期の蛇行を解
消する。このことで、初期の蛇行変位量に対応した蛇行
検出用ローラ部材の軸端部の変位が自動的に与えられ
る。

その場合、前記蛇行検出用ローラ部材の軸端部の変位
に対し、蛇行検出用ローラ部材と隣接する一対のローラ
部材との間のベルト張力の合成ベクトルが逆向きの付勢
力として作用しているので、ローラ端部変位手段による
変位力と合成ベクトルによる逆向きの付勢力とのバラン
スにより、蛇行検出用ローラ部材の変位量が規制され、
ある一定位置にベルトの端部の位置が維持される。した
がって、スプリング等の付勢手段を別途設けることな
く、安定した走行が行われることになる。

請求項（２）の発明では、ローラ端部変位手段による
蛇行検出用ローラ部材の軸部材の変位方向が、隣接する
一対のローラ部材の軸間を結ぶ方向に対して所定角度だ
け外側に傾いているので、ベルト張力の合成ベクトルの
ローラ変位方向とは逆向きの成分が増大し、蛇行検出用
ローラ部材の軸部材の軸端部の変位量がさらに小さく抑
制されて、ベルトの走行性が安定することになる。

（実施例）以下、本発明の第１実施例について、第１図〜第５図
に基づき説明する。

第１図は、本発明による電子写真装置内に収容された
平ベルト駆動装置を示し、３軸系の感光体ベルトの駆動
装置である。図中、1,2,3は、夫々第１、第２及び第３
ローラ部材であって、夫々軸部材1a,2a,3aと、該軸部材
1a,2a,3aの左右両端部を除いた部分で、軸部材1a,2a,3a
と同心上で僅かに大径に形成された円筒部材1b,2b,3bと
から成っている。この円筒部材1b,2b,3bの材料として
は、例えばEPDM系架橋ゴム等の弾性体が採用される。た
だし、必ずしも弾性体でなくてもよい。

また、前記各ローラ部材1,2,3には、基材の表面に感
光体層が形成されてなる本発明でいう平ベルトとしての
感光体ベルト４が走行可能に掛け渡されており、この感
光体ベルト４が電子写真装置の感光体として機能するよ
うになっている。また、前記感光体ベルト４の基材とし
ては、例えば２軸延伸ポリエステルが採用されており、
引張弾性率が200kg/mm²以上に設定されている。

第１ローラ部材１は、軸部材1aが駆動モータ５の駆動
軸に連結されて該駆動モータ５の駆動力が伝達可能とな
っており、所謂駆動ローラとして機能するようになって
いる。

第２ローラ部材２は、所謂従動ローラで、その軸線が
第１ローラ部材１の軸線に対して傾斜配置されている。
例えば軸部材2aのＡ方向側軸端部のみを、第１ローラ部
材１との水平平行位置に対して、Ｃ方向に僅かに（例え
ば1mm）変位させている。

第３ローラ部材３は、本発明でいう蛇行検出用ローラ
部材であって、その軸線が第１ローラ部材１の軸線と略
平行に配置されている。また、第３ローラ部材３は、そ
の左右両軸端部に配設されたスプリング3c,3cによって
Ｃ方向に付勢力が与えられており、この付勢力によって
感光体ベルト４の張力を調整するようになっている。

このように各ローラ部材1,2,3が配設されていること
により、この各ローラ部材1,2,3に掛け渡されている感
光体ベルト４は、常にＡ方向に蛇行するような構成とな
っている。

また、第３ローラ部材３の軸部材3aの軸端部は、第２
図及び第３図に示すように、軸受部材であるブッシュ７
を介して下枠8aに回転可能に支承され、該下枠8aがスラ
イドベアリング９を介して可動部材６に取付固定された
上枠8bに第１ローラ部材１の軸端部に対して接近及び離
隔可能となるように係合しており、この下枠8a、上枠8b
及びスライドベアリング９によって本発明でいうローラ
支持部材８が構成されている。第３ローラ部材３の軸部
材3aの下枠8aの取付位置より内側位置では蛇行検出部材
11が第３ローラ部材３と同軸上でかつ該第３ローラ部材
３から独立して回動自在に配設されている。

前記蛇行検出部材11は、円筒部材3b側外径は円筒部材
3b外径と同じか、やや小さいが、端面から離れるに従っ
て径が大きくなるテーパ部11aを有し、感光体ベルト４
に蛇行が発生すると、その蛇行変位により感光体ベルト
４が蛇行検出部材11に乗り上げるようになっている。

この蛇行検出部材11の材質としては、ポリアセタール
樹脂等が使用される。

また、蛇行検出部材11には、一端部が固定部材Ｓに取
付固定された巻取部材としての紐部材13の他端部が連結
され、感光ベルト４の蛇行変位により、感光ベルト４が
蛇行検出部材11上に乗り上げ、蛇行検出部材11に回転ト
ルクが作用したとき、蛇行検出部材11の回転により前記
紐部材13が蛇行検出部材11に巻き取られて、前記第３ロ
ーラ部材３の軸部材3aの軸端部を第１図Ｂ方向に変位さ
せる。つまり、第３ローラ部材３をベルト進行方向に向
かって右方に傾動させることにより、感光体ベルト４を
第３ローラ部材３の周方向に沿って巻回するよう右方
（図中Ａ方向とは逆方向）に移動させるようになされて
いる。これによって、蛇行検出部材11に回転トルクが作
用したときに前記軸部材3aの軸端部を所定方向に変位さ
せるローラ端部変位手段14が構成されている。即ち、軸
部材3aの軸端部がＢ方向に変位されると、感光体ベルト
４にはＡ方向とは逆方向への蛇行成分が発生し、初期の
蛇行成分（Ａ方向成分）と打ち消し合うまで軸部材3aの
軸端部は変位されることになる。

ここで、第４図に示すように、第１〜第３ローラ部材
１〜３の位置関係は、第３ローラ部材３が第１ローラ部
材１−第２ローラ部材２間の中間位置よりも第２ローラ
部材２側になるように、つまり、第1,第２ローラ部材1,
2の各軸を結ぶ線ｘ上において、第３ローラ３の軸中心
を通り線ｘに直交する線の線ｘとの交点をＰとし、該点
Ｐと第1,第２ローラ部材1,2の軸心との距離をそれぞれl
₁,l₂とすると、 l₁＞l₂ となるようになされている。

そして、このような位置関係から、第３ローラ部材３
において感光体ベルト４と第１ローラ部材１との間の張
力T₁と、感光体ベルト４と第２ローラ部材２との間の張
力T₂との合成ベクトルＦが、上記紐部材13による第３ロ
ーラ部材３の変位方向Ｂに対して逆向きとなる成分Txを
有することになる。すなわち、第３ローラ部材３に対し
て紐部材13による変位方向とは逆向きに付勢することに
より、軸部材3aの軸端部の所定量以上の変位を抑制する
ようになされている。

以上の構成により、軸部材3aの軸端部の変位による逆
方向の蛇行成分が初期蛇行成分より大きくなると、感光
体ベルト４は逆方向に蛇行を開始し、蛇行検出部材11へ
の乗り上げ量は減少するから、蛇行検出部材11の回転ト
ルクも減少し、その結果、ベルト張力の合成ベクトルＦ
の付勢力によって軸部材3aの軸端部の変位量も小さくな
るようになっている。

なお、蛇行検出部材11のローラ端部外側への移動はス
トッパ16によって規制されている。

上記のように構成すれば、第１及び第３ローラ部材1,
3に対する第２ローラ部材２の傾斜配置により、感光ベ
ルト４には常にＡ方向へ変位するように力が作用する。

しかして、感光ベルト４の変位により感光ベルト４の
端部が蛇行検出部材11のテーパ部11aに乗り上げると、
第５図に示すように、感光ベルト４と蛇行検出部材11と
の間に作用する摩擦力により、蛇行検出部材11が軸部材
3aに対して回転せしめられ、その回転によって紐部材13
を巻取ることになる。

この紐部材13の巻取りにより、蛇行検出部材11が配置
されている第３ローラ部材３の端部である軸部材3aの軸
端部が変位し、その変位により感光体ベルト４のＡ方向
の変位が制御される。それと共に、前記軸端部の変位に
対し、第３ローラ部材３と第1,第２ローラ部材1,2との
間のベルト張力T₁,T₂の合成ベクトルＦが逆向きの付勢
力として作用しているので、紐部材13の巻取り力と合成
ベクトルＦの付勢力とのバランスにより、第３ローラ部
材３の変位量が規制され、ある一定位置に感光体ベルト
４の端部の位置が維持される。すなわち、感光体ベルト
４の走行を安定させることができ、例えば感光体ベルト
４の蛇行量を10数μｍに抑えることができる。

ここで、上記のような紐部材13の巻取力に対して逆向
きの付勢力を与えるには、例えばスプリング等を設けて
もよいが、そうすると、スプリングや軸部材3aとスプリ
ングとを接続するブッシュが別途必要となる。それに対
して、本発明では、部品の低減を図ることができる利点
がある。

なお、本実施例では、ローラ端部変位手段14において
巻取部材13として紐部材を用いているが、第６図に示す
ように、紐部材13を用いることなく、リング部材21の外
周面にアウタギヤを形成し、ラックギヤ22との噛合によ
り軸端部を変位させるようにしてもよい。更に、第７図
に示すように、リング部材31の外周面の摩擦係数を高
め、摩擦板32との摩擦作用を利用することもできる。更
には、第８図に示すように、蛇行検出部材11の回動の中
心より離れた位置に連結され、他端が第３ローラ部材３
とは独立に連結された剛性のあるロッド17により構成す
るようにしてもよい。

また、蛇行検出部材11にテーパ部11aを形成すること
は、ベルトの回転によるトルクを蛇行検出部材11に確実
に伝達できるようにするために望ましいが、このテーパ
部11aは必ずしも必要ではなく、テーパ部11aを設けるこ
となく、円筒部材3bと同径の部材としてもよい。

さらに、上記実施例では３本のローラ部材１〜３を有
する３軸系の感光ベルトの駆動装置について説明した
が、第９図に示すような第１〜第４ローラ部材R1〜R4を
有する４軸系以上の装置についても、上記第４図と比較
すれば明らかなように、蛇行検出用ローラとなる第３ロ
ーラ部材R3と隣接する一対のローラ部材（第1,第２ロー
ラ部材）R1,R2との間のベルト張力T₁,T₂の合成ベクトル
Ｆが紐部材13による軸部材3aの変位方向Ｂと逆向きの成
分を有していれば、上記３軸系とまったく同様に考える
ことができる。

次に、請求項（２）の発明に係る第２実施例について
説明する。

第10図は、第２実施例におけるローラ部材１〜３の配
置とローラ端部変位手段14による第３ローラ部材３の軸
部材3aの変位方向との関係を示し、本実施例では、ロー
ラ端部変位手段14による第３ローラ部材３の軸部材3aの
軸端部の変位方向が、第1,第２ローラ部材1,2の軸間を
結ぶ方向つまり上記第１実施例におけるＢ方向（図中一
点鎖線で示す方向）に対して、所定角度αだけ外側に傾
くように（図中二点鎖線で示す方向）なされている。つ
まり、図示しないが、上記第１実施例におけるスライド
ベアリング９のスライド面が傾いて取付けられている。
その他の構成は上記第１実施例と同様である。

したがって、本実施例では、ローラ端部変位手段14に
よる第３ローラ部材３の軸部材3aの変位方向が、第1,第
２ローラ部材1,2の軸間を結ぶ方向に対して所定角度α
だけ外側に傾いているので、第３ローラ部材３と第1,第
２ローラ部材1,2との間のベルト張力の合成ベクトルＦ
のローラ変位方向とは逆向きの成分Tx′が、上記第１実
施例における値（Ｂ方向成分Tx）に比べて増大し、ロー
ラ端部変位手段14による第３ローラ部材３の軸部材3aの
軸端部の変位に抗する付勢力が増大する。よって、軸部
材3aの軸端部の変位量を小さく抑制することができ、蛇
行防止機能がより向上することになる。

なお、上記各実施例では、ローラ支持部材８をスライ
ドベアリング９を利用した構造としたが、本発明のロー
ラ支持部材８は蛇行検出用ローラ部材（第３ローラ部材
３）を所定方向に移動させる機能を有すれば足り、例え
ば第３ローラ部材３の軸部材3aの軸端部を挿通する長孔
を紐部材13が巻取られる際に前記軸部材3aの軸端部が移
動する方向に向って延設することによりスライドベアリ
ングなどのような機構を使用することなしに、簡単な構
成で軸部材3aを移動自在に支持するようにしてもよく、
さらには、長孔を直線状ではなく、湾曲状としてもよ
い。

尚、上述した実施例では、電子写真装置の感光ベルト
駆動装置に適用した例について説明しているが、本発明
はこれに限るものではなく、転写搬送装置の駆動装置、
或いは通常の平ベルト駆動装置に対しても同様に適用す
ることができる。

（発明の効果）上述したように、請求項（１）の発明によれば、３本
以上のローラ部材に平ベルトを巻回してなるベルト駆動
装置において、平ベルトが蛇行変位により、蛇行検出部
材に接して蛇行検出部材が回転すると、この蛇行検出部
材の回転運動をローラ端部変位手段によって直線運動に
変換して蛇行検出用ローラ部材の一方の軸端部を所定方
向に変位させ、平ベルトに逆方向の蛇行変位を発生させ
て、初期の蛇行を解消するとともに、蛇行検出用ローラ
部材を、隣接する一対のローラ部材との間のベルト張力
の合成ベクトルが蛇行検出用ローラ部材の軸端部の変位
方向成分を持つように配置したことで、初期の蛇行に応
じた蛇行検出用ローラ部材の軸端部の変位量が自動的に
与えられ、平ベルトは蛇行が解消されるため、安定した
走行を行わせることができるとともに、別途スプリング
等の部材を設ける必要がなく、よって、コストの低減と
装置の小形化とを図ることができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発
明において、蛇行検出用ローラ部材の軸端部の変位方向
が隣接する一対のローラ部材の軸間方向よりも外側に傾
くように配置したので、蛇行検出用ローラ部材の軸端部
の変位に対する逆向きの付勢力を増大させることがで
き、よって、著効を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
ベルト駆動装置の概略斜視図、第２図は蛇行検出部材周
辺の縦断正面図、第３図はその内側から見た斜視図、第
４図は３本のローラ部材の位置関係を概略的に示す図、
第５図はローラ端部変位手段の動作を説明するための
図、第６図〜第８図は夫々ローラ端部変位手段の変形例
を示す第５図相当図、第９図は第１実施例の変形例に係
る４軸系ベルト駆動装置の上記第４図相当図、第10図は
第２実施例におけるローラ部材の位置関係を概略的に示
す図である。１……第１ローラ部材２……第２ローラ部材３……第３ローラ部材（蛇行検出用ローラ部材）４……感光体ベルト（平ベルト） 11……蛇行検出部材 14……ローラ端部変位手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中野嘉久兵庫県神戸市兵庫区明和通３丁目２番15 号バンドー化学株式会社内 (56)参考文献特開平２−66036（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平ベルトと、該平ベルトが掛け渡され、少なくとも１本が蛇行検出用
ローラ部材に構成された３本以上のローラ部材と、前記蛇行検出用ローラ部材の少なくとも一方の軸端部
に、該蛇行検出用ローラ部材と独立して回転自在に支持
された蛇行検出部材と、前記蛇行検出用ローラ部材の前記蛇行検出部材が配設さ
れた軸端部を回転軸心と直行する所定方向に移動可能に
支持するローラ支持部材と、前記蛇行検出部材に連結され、蛇行検出部材に平ベルト
が接して回転トルクが作用したときに、その回転運動を
直線運動に変換することによって、蛇行検出用ローラ部
材の軸端部を所定方向に変位させるローラ端部変位手段
とを備えるとともに、前記蛇行検出用ローラ部材は、隣接する一対のローラ部
材との間のベルト張力の合成ベクトルが上記ローラ端部
変位手段による軸端部の変位方向に対して逆向きの成分
を持つように配置されていることを特徴とするベルト駆
動装置。
【請求項２】ローラ端部変位手段は、蛇行検出用ローラ
部材を、隣接する一対のローラ部材の軸間の方向よりも
外側に傾いた方向に変位させるものである請求項（１）
記載のベルト駆動装置。