JP2825635B2

JP2825635B2 - ベルト駆動装置

Info

Publication number: JP2825635B2
Application number: JP2265922A
Authority: JP
Inventors: 嘉久中野; 光彦高橋; 慎也結城; 勝也山口
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-10-02
Filing date: 1990-10-02
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JPH04140246A

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ない。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、前述した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、前記特開昭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により構成として成立し得ない場合
がある。即ち、平ベルトの蛇行に伴う寄り力が大きくな
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
のベルトを形成することが非常に困難であった。

また、この種のベルト駆動装置において、各関連部品
の寸法誤差、ローラ部材の取付誤差等により平ベルトと
一部のローラ部材との間で滑りが生じることがある。と
ころが、平ベルトとローラ部材との間の摩擦係数が非常
に大きい場合には、この滑りが規制されることになり、
平ベルトに皺が発生したり、平ベルト及びローラ部材に
破損が発生することがある。

一方、実開昭５−110609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。そればかりで
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。また、前述し
たように、平ベルトとローラ部材との間の摩擦係数が非
常に大きい場合には、この両者間での滑りが規制され、
蛇行解消動作に支障を与えることもあった。

一方、平ベルトとローラ部材との間の摩擦係数が小さ
い場合、平ベルトの張力を大きくしてローラ部材から平
ベルトへの駆動力の伝達を確実に行えるようにしている
が、これでは、平ベルトの耐久性に問題が生じ、該平ベ
ルトの長寿命化が図れなくなる。

尚、この平ベルトとローラ部材との間の摩擦係数は、
この両者が直接接触しているために温度及び湿度の影響
を受けやすく、この摩擦力を所定値に一定に維持するこ
とは難しかった。また、平ベルトとローラ部材とを直接
接触させないように、一方部材の表面を凹凸面で形成す
ることも考えられるが、これでは、駆動力の伝達能力の
向上に伴なってスラスト力が大きくなり、やはり平ベル
トが破損し易い。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであっ
て、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
の蛇行を防止でき且つ走行安定性が確保されたベルト駆
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
てローラ部材の支軸を所定方向に変位させて蛇行を解消
すると共に、平ベルト及びローラ部材の損傷を防止する
ようにした。具体的に、請求項（１）記載の発明は、平
ベルトと、該平ベルトが掛け渡され、少なくとも１本が
軸端部が変位可能に支持された蛇行調整用ローラ部材と
なる複数本のローラ部材と、前記蛇行調整用ローラ部材
の少なくとも一方の軸端部に、該蛇行調整用ローラ部材
と独立して回転自在に支持された蛇行検出手段と、前記
蛇行検出手段に連繋され、蛇行検出手段に平ベルトが接
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、蛇行調整用ローラ部材の
軸端部を所定方向に変位させるローラ変位手段とを備え
させる。また、前記蛇行調整用ローラ部材を除くローラ
部材の少なくとも１つに、ローラ表面に多数の針状体を
突設させる構成とした。

請求項（２）記載の発明は、針状体を、ローラの表面
から該ローラの半径方向外側に向うように配設した。

請求項（３）記載の発明は、針状体を有機繊維で構成
するようにした。

（作用）次に、上記構成による本発明の作用を述べる。

請求項（１）記載の発明では、平ベルトに蛇行が発生
すると、蛇行検出手段に平ベルトが接して、該蛇行検出
手段に回転トルクが作用する。そして、ローラ変位手段
が、この回転トルクによる回転運動を直線運動に変換す
ることによって、蛇行調整用ローラ部材の軸端部を所定
方向に変位させる。また、前記蛇行調整用ローラ部材を
除くローラ部材の少なくとも１つには、ローラ表面に多
数の針状体が突出されているために、ローラと平ベルト
との摩擦力が調整でき、針状体を設けたローラと平ベル
トとの間で滑りが発生した場合、その滑りを許容するこ
とでローラ及び平ベルトの破損が防止できる。また、蛇
行調整用ローラ部材には針状体が設けられていないため
に、平ベルトとの間における摩擦係数が高くなってお
り、これによって蛇行解消動作を確実に行わせることが
できる。

請求項（２）記載の発明では、針状体が、ローラの表
面から該ローラの半径方向外側に向うように配設されて
いることにより、平ベルトとローラとを直接接触するこ
となく、所定の摩擦係数を得ることができ、且つローラ
部材における平ベルトの保持力を確保することができ
る。

請求項（３）記載の発明では、針状体が具体化でき、
平ベルトとローラとの間の摩擦係数の設定を容易に行う
ことができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面に沿って詳細に説明す
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ている。３軸系の感光体ベルト
の駆動装置の全体を示す第１図において、1,2,3は、夫
々第１、第２及び第３ロール部材であって、夫々支軸1
a,2a,3aと、該支軸1a,2a,3aの左右両端部を除いた部分
で、支軸1a,2a,3aと同心上で僅かに大径に形成された弾
性体ローラ1b,2b,3bの材料とから成っている。この弾性
体ローラ1b,2b,3bの材料としては、例えばEPDM系架橋ゴ
ムが採用される。

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、支軸1aが駆動モータ５の駆動軸
に連係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。
例えば支軸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1m
m）変位させている。

第３ローラ部材３は、本発明でいう蛇行調整用ローラ
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の支軸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隔離
可能となるように係合している。第３ローラ部材３の支
軸3aの下枠8aの取付位置より内側位置では蛇行検出手段
としての蛇行検出部材11が第３ローラ部材と同軸上で且
つ、該第３ローラ部材３から独立して回動自在に配設さ
れており、外側位置ではリング部材12が装着されてい
る。

前記蛇行検出部材11は、その内側端面が弾性体ローラ
3bの側端と小間隙を存しており、その内側端面の径は弾
性体ローラ3bの径と同径か若しくはやや小径に形成され
ている。また、この蛇行検出部材11は、弾性体ローラ3b
の端面から離れるに従って径が大きくなる乗り上げ面11
a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がこの乗り上げ面11aに乗
り上げるようになっている。

また、蛇行検出部材11には、一端部が固定部材Ｓに取
付固定された紐部材13の他端部が連結され、感光体ベル
ト４の蛇行変位により、感光体ベルト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
支軸3aの軸端部を、他のローラ部材1,2の支軸1a,2aの軸
端部から離れる方向に、即ち、第１図Ｂ方向に変位させ
るようになっている。これによって、蛇行検出部材111
に回転トルクが作用すると前記支軸3aの軸端部を所定方
向に変位させるローラ変位手段が構成されている。即
ち、支軸3aの軸端部がＢ方向に変位させると、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支軸3a
の軸端部は変位されることになる。

また、第４図に示すように、支軸3aの軸端部のリング
部材12にはスプリング15が連結され、紐部材13の巻取動
作による変位方向とは反対方向に常時付勢されるように
なっており、スプリング15によって支軸3aの軸端部の所
定量以上の変位を抑制するようになっている。このよう
な構成により、支軸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、スプリング15によって支軸3aの軸端部
の変位量も小さくなるようになっている。

また、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。

そして、本例の特徴として、第６図に示すように、前
記各ローラ部材1,2,3のうち、第１ローラ部材１と第２
ローラ部材２の各々のローラ1b,2b（第６図には第１ロ
ーラ部材１を示している）には、長さが1mm〜10mmに形
成された多数の針状体としてのアラミド繊維17,17,…が
含有されており、このアラミド繊維17の一部分がローラ
1b,2bの半径方向外側に向って0.01〜1mmだけ突設されて
いる。つまり、ベルト駆動装置の駆動時には、第１及び
第２ローラ部材1,2の各ローラ1b,2bは、感光体ベルト４
に直接接触せず、このアラミド繊維層を介して接触する
ような構成となっている。尚、この構成は、弾性体ロー
ラ1b,2bの成形時にゴムにアラミド繊維17を混練した
後、弾性体ローラ1b,2bの表面を研磨することで、アラ
ミド繊維17の一部を突出させることによって得られる。

上述したような構成による本ベルト駆動装置の動作と
しては、先ず、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、感光体ベルト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、感光体ベルト４の変位により感光体ベルト
４の端部が蛇行検出部材11の乗り上げ面11aに乗り上げ
ると、第５図に示すように、感光体ベルト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
が支軸2a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の端部である支軸3aの軸端
部が変位し、その変位により感光体ベルト４はＡ方向と
逆方向に巻回されながら走行することになって、感光体
ベルト４のＡ方向への変位が制御される。それと共に、
前記軸端部の変位により、スプリング15が伸びてスプリ
ング力も作用しているので、紐部材13の巻取り力とスプ
リング15のスプリング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ことになる。

このようにして感光体ベルト４の走行が行われるため
に、感光体ベルト４の蛇行が解消され、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。

そして、弾性体ローラ1b,2bの表面にはアラミド繊維1
7が突設されていることによって、この駆動時において
弾性体ローラ1b,2bと感光体ベルト４との間の摩擦係数
が適切に設定されているために、この両者間に滑りが発
生した場合、この滑りが許容され、感光体ベルト４及び
弾性体ローラ1b,2bの破損が防止される。また、この両
者は直接接触していないために、その界面状態が湿度や
温度の影響を受けることがない。従って、環境によって
摩擦形成が変化して走行状態が変化することがなくな
り、常に安定した走行状態を得ることができる。また、
剛性の高い繊維が感光体ベルト４に接触しているため
に、ローラ1b,2bの感光体ベルト４に対する保持力が十
分に確保されており、第１ローラ部材１からの駆動力が
確実に伝達され、これによっても感光体ベルト４の安定
した走行を行わせることができる。更に、蛇行調整用ロ
ーラ部材である第３ローラ部材３にはアラミド繊維17が
設けられておらず、この第３ローラ部材３と感光体ベル
ト４との摩擦係数が、他のローラ部材1,2と感光体ベル
ト４間の摩擦係数よりも高く設定されているために、こ
の第３ローラ部材３における蛇行解消動作、つまり感光
体ベルト４のＡ方向と逆方向の変位移動が確実に行わ
れ、蛇行解消動作が円滑に行われることになる。

本例の構成においては、システムの要求及びベルト、
ローラ間の必要な摩擦係数に応じて、針状体の突出長さ
を0.01〜1mmの間で任意に変化させることができる。

尚、本例では、アラミド繊維17を弾性体ローラ2b,3b
に埋設し、この弾性体ローラ2b,3bを研磨することによ
ってその表面から突出させるようにしたが、アラミド繊
維17を弾性体ローラ2b,3b表面に直接接着するような構
成としてもよい。

更に本例では、ローラ1b,2bにアラミド繊維17を含有
させるようにしたが、本発明はアラミド繊維に限らず、
その他の有機繊維（例えばPET、ナイロン等）で構成し
てもよいし、炭素繊維や無機針状フィラー（例えば炭化
ケイ素、酸化鉄等）を採用してもよい。

尚、本例の蛇行検出部材11は第３ローラ部材３の片側
にのみ配設するようにしたが、本発明はこれに限らず、
左右両端に配設するような構成としてもよい。また、蛇
行検出部材が配設される蛇行調整用ローラ部材は２本以
上設けるような構成としてもよい。

また、本例では、第２ローラ部材２を傾斜配置して感
光体ベルト４を予めＡ方向へ蛇行するようにしたが、こ
の第２ローラ部材２を第１ローラ部材１と平行に配設
し、且つ第３ローラ部材３を傾斜配設して感光体ベルト
４を予めＡ方向へ蛇行するよにしてもよい。

更に、上述した実施例では、電子写真装置の感光体ベ
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。

また、本発明は、蛇行した平ベルトが蛇行検出部材に
接触することによって蛇行を検出するようにしたものに
限らず、その他、光センサ等様々な手段を用いて蛇行を
検出、解消するようにしたものに適用することができ
る。

（発明の効果）上述したように、本発明によれば、以下に述べるよう
な効果が発揮される。

請求項（１）記載の発明によれば、平ベルトによって
蛇行検出手段に作用した回転トルクによる回転運動をロ
ーラ変位手段で直線運動に変換することによって、蛇行
調整用ローラ部材の軸端部を所定方向に変位させて蛇行
を解消するようにしているために、簡単な構造でもって
蛇行を解消するための機構を得ることができる。また、
蛇行調整用ローラ部材を除くローラ部材の表面に多数の
針状体を突設させたことにより、ローラと平ベルトとの
摩擦力が調整でき、針状体を設けたローラと平ベルトと
の間で滑りが発生した場合、その滑りを許容することで
ローラ及び平ベルトの破損が防止でき、装置の信頼性の
向上が図れる。また、蛇行調整用ローラ部材には針状体
が設けられているために、平ベルトとの間における摩擦
係数が高くなっており、これによって蛇行解消動作を確
実に行わせることができる。

請求項（２）記載の発明によれば、針状体が、ローラ
の表面から該ローラの半径方向外側に向うように配設さ
れていることにより、平ベルトとローラとが直接接触す
ることなく、所定の摩擦係数を得ることができ、且つロ
ーラ部材における平ベルトの保持力を十分に確保するこ
とができる。

請求項（３）記載の発明によれば、針状体が具体化で
き、平ベルトとローラとの間の摩擦係数の設定を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例を示し、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
図はその外側から見た斜視図、第５図はローラ変位手段
の動作を説明するための図、第６図は第１ローラ部材の
一部を破断した正面図である。１……第１ローラ部材２……第２ローラ部材３……第３ローラ部材（蛇行調整用ローラ部材） 1a,2a,3a……支軸 1b,2b,3b……弾性体ローラ４……感光体ベルト（平ベルト） 11……蛇行検出部材（蛇行検出手段） 17……アラミド繊維（針状体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口勝也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１−281237（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−73284（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本が軸端部が変
位可能に支持された蛇行調整用ローラ部材となる複数本
のローラ部材と、前記蛇行調整用ローラ部材の少なくとも一方の軸端部
に、該蛇行調整用ローラ部材と独立して回転自在に支持
された蛇行検出手段と、前記蛇行検出手段に連繋され、蛇行検出手段に平ベルト
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、蛇行調整用ローラ部
材の軸端部を所定方向に変位させるローラ変位手段とを
備え、前記蛇行調整用ローラ部材を除くローラ部材の少なくと
も１つには、ローラ表面に多数の針状体が突設されてい
ることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】針状体は、ローラの表面から該ローラの半
径方向外側に向うように配設されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載のベルト駆動装置。
【請求項３】針状体が有機繊維で構成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第（１）または第（２）項記
載のベルト駆動装置。