JP2878424B2

JP2878424B2 - ベルト駆動装置

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Publication number: JP2878424B2
Application number: JP2258498A
Authority: JP
Inventors: 敬三野中; 光彦高橋; 慎也結城
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1999-04-05
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JPH04133929A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、平ベルトの蛇行を蛇行調整用ローラの変位
により修正するようにしたベルト駆動装置の改良に関す
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、表面に感光体層又は誘電体
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、又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等をベルト自
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、例えば実開昭58−110609号公報に開示
されるように、一本のローラを蛇行調整用ローラとし、
蛇行をベルト位置センサ等の手段により検出して、蛇行
が生じるとその蛇行量に応じて蛇行調整用ローラの軸部
を変位させることにより、蛇行を修正するようにしたも
のが知られている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このようなベルト駆動装置を例えば有
機感光体ベルト、転写搬送ベルト等の電子写真プロセス
に使用する場合、特に金属箔、プラスチックフィルム等
の薄肉部材が張力層として使用されるので、下記のよう
な問題があった。

すなわち、このような薄肉のベルトの蛇行が蛇行調整
用ベルトの軸部の変位により修正しようとする際、軸部
の変位量が大きすぎると、ベルト表面にしわを生じた
り、ベルトがばたついたりする問題が生じる。しかる
に、例えば有機感光体ベルトでは、ベルト駆動装置の周
辺には帯電、露光、現像、転写、クリーニング等の各プ
ロセス用装置が配置されており、各プロセスをスムーズ
に行うには、ベルト表面のしわやばたつきをなくする必
要がある。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、そ
の主たる目的は、各ローラのベルト接触面−ベルト間の
摩擦係数がベルトの走行特性に大きな役割を果たしてい
る点に着目し、各ローラのベルト接触面を形成する材料
の摩擦特性を調整することにより、蛇行修正に要する蛇
行調整用ローラ軸部の変位量を低減し、もって、蛇行修
正時におけるベルト表面のしわやばたつきの発生を有効
に防止することにある。

一方、上記のようなベルト駆動装置では、現像中のキ
ャリア、トナー、紙粉等の異物がベルト裏面に回り込む
ので、ローラのベルト摺動面を金属やプラスチック材料
等の弾性率が高い材料で形成すると、ベルトが異物によ
り傷付けられる蓋然性が高くなるという問題があった。

本発明の次の目的は、ゴム等の軟らかくかつ摩擦係数
の大きい弾性体材料をローラのベルト接触面形成材料と
して使用しながら、摩擦係数を調整することにより、ベ
ルトの傷付きを招くことなく、ベルトのしわやばたつき
の発生を防止することにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明の解決手段は蛇行調整
用ローラ部材の摩擦係数を他のローラ部材の摩擦係数よ
りも大きくすることにある。

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本が軸部を変位
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、前記平ベルトの蛇行を検出する蛇行検出
手段と、該蛇行検出手段の出力を受け、平ベルトを蛇行
方向とは逆向きに移動させるよう前記蛇行調整用ローラ
部材の軸部を変位させるローラ変位手段とを備えたベル
ト駆動装置を前提とする。

そして、前記蛇行調整用ローラを除いた他のローラ部
材のベルト接触面を、有機材料よりなる短繊維を混入し
た弾性体材料で形成する。一方、蛇行調整用ローラ部材
のベルト接触面は、平ベルトとの間の摩擦係数が、前記
他のローラ部材において有機材料よりなる短繊維を混入
した弾性体材料で形成されたベルト接触面と平ベルトと
の間の摩擦係数よりも大きい弾性体材料で形成したもの
である。

請求項（２）の発明の講じた手段は、前記請求項
（１）の発明において、平ベルトの少なくともローラ接
触面を金属又はプラスチック材料により形成したもので
ある。

（作用）以上の構成により、請求項（１）の発明では、ベルト
の蛇行時、ローラ変位手段により蛇行調整用ローラ部材
の軸部が所定方向に変位されたとき、蛇行調整用ローラ
部材上では平ベルトの蛇行を修正しようとする力が大き
く作用する一方、他のローラ部材上ではその蛇行修正に
対する抵抗力が小さく、蛇行の修正が円滑に行われる。
その結果、蛇行修正のための蛇行調整用ローラ部材の変
位量が小さくなり、平ベルトの移動の円滑さと相俟っ
て、ベルト表面のしわやばたつきの発生が防止されるこ
とになる。また、全てのローラ部材のベルト接触面が基
本的に軟らかい弾性体材料で形成され、かつ蛇行調整用
ローラ部材の弾性体材料で形成されているベルト接触面
と平ベルトとの間の摩擦係数が、他のローラ部材におい
て有機材料よりなる短繊維を混入した弾性体材料で形成
されたベルト接触面と平ベルトとの間の摩擦係数よりも
高くなるので、ベルト走行中に異物が平ベルトの裏面に
回り込んだときにも、平ベルトの傷付きが抑制されるこ
とになる。

請求項（２）の発明では、平ベルトのローラ接触面が
金属又はプラスチック等の弾性体よりも硬い材料で構成
されているので、異物の噛み込みによる平ベルトの傷付
きがさらに抑制されることになる。

（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
平ベルト駆動装置の全体を示し、３軸系の感光体ベルト
の駆動装置である。第１図において、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,2
a,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
ゴム等の弾性体からなるローラ部1b,2b,3bとから成って
いる。

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、軸部材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。

ここで、前記第１、第２ローラ部材1,2のローラ部1b,
2bは、2mm長さの短繊維を20重量％混入した後表面を研
磨したゴムで形成されており、一方、第３ローラ部材３
のローラ部3bは、例えばEPDM系架橋ゴム等の弾性体単独
で形成されている。尚、上記EPDM系架橋ゴム以外に、例
えば、ウレタンゴム等の摩擦係数が高く、耐摩耗性の低
い材料を使用しうる。

すなわち、第１、第２ローラ部材1,2のローラ部1b,2b
の弾性体に有機材料の短繊維を混入するとともにローラ
表面を研磨することにより、ベルト接触面の摩擦係数を
後述の如く低減し、蛇行調整用ローラ部材である第３ロ
ーラ部材３と感光体ベルト４との間の摩擦係数が、他の
ローラ部材1,2と感光体ベルト４との間の摩擦係数より
も大きくなるような加工が施されている。

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、第３ローラ部材３
の軸部材3aの軸端部を回転軸心と直交する方向に支持す
るローラ支持部材８が構成されている。一方、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、蛇行検出手段としての蛇行検出部材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、ローラ部3b側の外径はローラ
部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。

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Ａ方向軸端部を第１ローラ部材１の軸部材1aから
離れる方向（第１図Ｂ方向）に変位させるようになって
いる。つまり、第３ローラ部材３の軸部材（軸部）3aを
変位させることにより、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に蛇行による回転トルクが作用したとき
に、蛇行を解消させるよう前記軸部材3aの軸部を変位さ
せるローラ変位手段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。

また、第４図に示すように、軸部材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っている。この
ような構成により、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、スプリング15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。

尚、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。

すなわち、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を常にＡ
方向へ変位させるように力が作用し、この感光ベルト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のそれ以上の変位が制御されるとと
もに、前記軸端部の変位により、スプリング15の伸長に
伴なうスプリング力が作用し、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の端部の位置を維持するようになされている。

したがって、上記実施例では、第１、第２ローラ部材
1,2のローラ部1b,2bが硬くて表面を研磨された短繊維混
入ゴムで形成される一方、第３ローラ部材３（蛇行調整
用ローラ部材）のローラ部3bが軟らかいゴム材料（上記
実施例では、EPDM系架橋ゴム）で形成され、第３ローラ
部材３のベルト接触面と感光体ベルト４との間の摩擦係
数が第１、第２ローラ部材1,2のベルト接触面と感光体
ベルト４との間の摩擦係数よりも大きいので、感光体ベ
ルト４の蛇行時、ローラ端部変位手段14により第３ロー
ラ部材３の軸部材3aの軸端部が図中Ｂ方向に変位せしめ
られると、第３ローラ部材３上では感光体ベルト４の蛇
行を修正しようとする力が大きく作用する一方、他のロ
ーラ部材1,2上ではその蛇行修正に対する抵抗力が小さ
く、蛇行の修正が円滑に行われる。

そして、その結果、蛇行修正のための第３ローラ部材
３の軸部材3aの変位量を小さくすることができ、蛇行修
正時の感光体ベルト４の追随移動の円滑さと相俟って、
ベルト表面のしわやばたつきの発生を有効に防止するこ
とができるのである。

さらに、その結果、電子写真のような精密さを要する
プロセスにおいて、画像のずれのない高画質の画像を得
ることができる。

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。

また、本発明は上記実施例のような蛇行修正方式を備
えたものに限定されるものではなく、例えば、光センサ
でベルトの蛇行を検出し、その蛇行量に応じて蛇行調整
ローラの軸部を変位させるようにしたもの等にも適用し
うるものである。

さらに、上記実施例では、各ローラ部材１〜３のロー
ラ部1b〜3bを弾性体で形成したが、例えば第１、第２ロ
ーラ部材1,2のローラ部1b,2bを金属で形成し、第３ロー
ラ部材３のローラ部3bのみを弾性体で形成することによ
り、ベルトとの摩擦係数が異なるようにしてもよい。し
かし、その場合、上記実施例のような電子写真のプロセ
ス等では、現像剤中のキャリア、トナー、紙粉等の異物
が感光体ベルト４の裏面に回り込み、感光体ベルト４を
傷付ける虞れが生じる。

ここで、上記実施例のように、第３ローラ部材３のロ
ーラ部3a（ベルト接触面）を弾性体材料で形成し、第
１、第２ローラ部材1,2のローラ部1a,2aの弾性体に短繊
維を混入して、全てのローラ部材１〜３のベルト接触面
を基本的に軟らかい弾性体材料で形成しながら、蛇行調
整用ローラ部材３のベルト接触面と感光体ベルト４との
間の摩擦係数を他のローラ部材1,2のベルト接触面と感
光体ベルト４との間の摩擦係数よりも大きくすることに
より、上述のような蛇行修正の円滑さを維持しうるとと
もに、感光体ベルト４の傷付きを可及的に防止すること
ができる。

また、上記実施例のように、感光体ベルト４のローラ
接触面が金属、プラスチック等の弾性体よりも硬い材料
で構成されている場合、上述のような異物の噛み込みに
よる感光体ベルト４の傷付きがさらに抑制される利点が
ある。

（実験例）以下、本発明の実験例について説明する。

まず、ローラ部材のベルト接触面−平ベルト間の摩擦
係数を測定した。すなわち、第６図に示すように、一端
がロードセルLcに接続された試験用ベルトTBiをローラR
iに掛け渡し、試験用ベルトTBiの先端に荷重T2の重りDw
（T2として、0.385Kgと1.75Kgの２水準を使用）を印加
して、径が16mmでローラ長が270mmのローラRiを所定の
周速（36mm/sec）で回転させたときのロードセルLcに加
わる荷重T1から、下記式 μ′＝２×1n（T1/T2）／π に基づき算出している。

その結果、各ローラ材料とベルト材料との組み合わせ
に対する摩擦係数μ′の実測値は下記第１表に示すもの
となっている。

次に、下記第２表は、上記実施例における各ローラ部
材１〜３のベルト接触面の材質と、感光体ベルト４のロ
ーラ接触面の材質とを変えた場合における蛇行調整用ベ
ルトの軸端変位量と、ベルトのしわ及びばたつきの発生
の有無とを示し、表中A,B,Cは、それぞれ上記第１表のE
PDMゴム、短繊維混入ゴム、アルミニウムを示す。

尚、この実験において、ベルト幅は250mmに、ベルト
周長は140mmに、ベルト張力は上記実施例におけるスプ
リング3c,3cのスプリング力をいずれも2Kgとしている。

上記第２表に示されるように、蛇行調整用ローラをEP
DMゴムで構成し、駆動ローラ及びテンションローラを短
繊維混入ゴムで構成したものでは、ベルトのしわやばた
つきが発生せずかつ蛇行調整用ローラの軸端変位量も少
ないが（表中の実施例1,2参照）、それ以外の組み合わ
せでは、ベルトのしわ又はばたつきが発生している。ま
た、各ローラをいずれも短繊維混入ゴムとした場合に
は、ベルトのしわやばたつきは発生していないが、軸端
変位量が大きくなっている。すなわち、本発明の効果が
明確に示されている。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）の発明によれば、
蛇行調整用ローラ部材を備え、平ベルトを複数本のロー
ラ部材に掛け渡して、平ベルトの蛇行時、蛇行調整用ロ
ーラ部材の軸部を変位させることにより蛇行を修正する
ようにしたベルト駆動装置において、蛇行調整用ローラ
部材を除く他のローラ部材のベルト接触面を短繊維を混
入した弾性体材料で形成する一方、蛇行調整用ローラ部
材のベルト接触面は、その平ベルトとの摩擦係数が前記
他のローラ部材のベルト接触面と平ベルトとの摩擦係数
よりも大きい弾性体材料で形成したので、蛇行調整用ロ
ーラによるベルトの蛇行修正力を大きく、かつ他のロー
ラ部材の移動を円滑ならしめることができ、よって、平
ベルトの蛇行時、蛇行調整用ローラ部材の変位量を低減
するとともに、ベルトのしわやばたつきの発生を有効に
防止することができる。また、全てのローラ部材のベル
ト接触面を軟らかい弾性体材料で形成することにより、
異物のベルト裏面への回り込みによるベルトの傷付きを
有効に防止することができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発
明において、平ベルトのローラ接触面を金属又はプラス
チック材料で形成したので、弾性体材料で形成されてい
る各ローラ部材よりも表面硬度を高く維持することによ
り、平ベルトの傷付き防止効果の向上を図ることができ
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である。第６図はローラ部材
のベルト接触面と平ベルトとの間の摩擦係数を測定する
摩擦係数測定機の構成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（蛇行調整用ローラ部材）４……感光体ベルト（平ベルト） 11……蛇行検出部材（蛇行検出手段） 14……ローラ変位手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭58−110649（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 5/02 B65G 15/64

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本が軸部を変位
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、前記平ベルトの蛇行を検出する蛇行検出手段と、該蛇行検出手段の出力を受け、平ベルトを蛇行方向とは
逆向きに移動させるよう前記蛇行調整用ローラ部材の軸
部を変位させるローラ変位手段とを備えたベルト駆動装
置において、前記蛇行調整用ローラを除いた他のローラ部材のベルト
接触面は、有機材料よりなる短繊維を混入した弾性体材
料で形成され、前記蛇行調整用ローラ部材のベルト接触面は、平ベルト
との間の摩擦係数が前記他のローラ部材のベルト接触面
と平ベルトとの間の摩擦係数よりも大きい弾性体材料で
形成されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】平ベルトの少なくともローラ接触面が金属
又はプラスチック材料により形成されている請求項
（１）記載のベルト駆動装置。