JP3224864B2 - 感光ベルト駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機や電子写
真プリンタ等の電子写真装置に用いられる感光ベルト駆
動装置に係り、特に該感光ベルトの蛇行防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスによるカラー電子写真
装置は、１次記録媒体である感光体に形成した各色のト
ナー像を２次記録媒体に重ねて転写することによりカラ
ートナー像を完成する。感光体には、一般に、感光ドラ
ム或いは感光ベルトが使用される。

【０００３】感光ベルトを使用したカラー電子写真装置
は、駆動ローラと従動ローラの周りに張架されて回動す
る無端形状の感光ベルトに各色の潜像を形成し、各色の
現像器で１色ごとに順次現像して得た各色のトナー像を
転写ドラムに重ねて転写を行なう方式である。フルカラ
ーの電子写真装置は、４色のトナー像を形成して重合す
る方法がとられることから、通常は印字プロセス速度を
速くするために、感光ベルトの第１の領域面で現像し、
第２の領域面で次の潜像を形成させる方式をとるものが
多い。

【０００４】この方式では、１色分の画像面で紙やＯＨ
Ｐシートなどの転写媒体の長さ分だけ感光ベルトの長さ
が必要となり、２画像面分の領域を必要とするために転
写媒体の長さの２倍以上が必要となる。従って、従来の
単色方式の感光ベルトに比較して長くなることになり、
以下のような技術的問題があった。

【０００５】感光ベルトが長くなることにより、駆動ロ
ーラと従動ローラの軸間距離が長くなるので軸間平行度
誤差が増加し、感光ベルトの左側領域と右側領域の内周
長の誤差の増加による感光ベルトの片寄り、あるいは張
力が付与された感光ベルトの回動に伴う変形による第１
の画像と第２の画像の位置ずれ（色ずれ）が発生する。
また、軸間の平行度が保たれた状態においても、感光ベ
ルトへの張力の付与が不足すると駆動ローラおよび従動
ローラと感光ベルトの間で滑りが生じ、各色画像の位置
ずれが発生する。

【０００６】感光ベルトの張力と滑りの関係はある一定
以上ではほぼ飽和するが、張力を高くした方が滑りによ
る画像の位置ずれに対しては有利である。しかし、駆動
ローラと従動ローラの軸間の平行度に誤差がある場合に
は、感光ベルトはその張力に関係なく片寄りを生じ、該
感光体ベルトの裏面に蛇行防止のために設けた弾性体の
ガイド部材が駆動ローラおよび従動ローラの端面部に接
触し、該駆動および従動ローラの一方側の端面部に対す
る圧接力が徐々に増大して該弾性体ガイド部材が端面部
に乗り上げるようになる。そして、感光ベルトは、ガイ
ド部材が乗り上げた側の張力が大きくなるために張力の
小さい反乗り上げ側に復帰しようとするが、該ガイド部
材は耐屈曲性や可撓性をよくするために弾性体を使用
し、駆動ローラは駆動力を得るためにゴム材等の高摩擦
材を使用しているために、感光ベルトは反乗り上げ側に
復帰することができず、遂には感光ベルトの乗り上げが
進行して支持部材と接触して負荷が急激に増加するため
に滑りを生ずる等の問題があった。

【０００７】因に、感光ベルト裏面のガイド部材は、直
径２０mm〜３０mmのローラ外周に沿って屈曲して回動す
るために、耐屈曲性や可撓性に優れた部材が必要とな
る。特にガイド部材は、感光ベルトとローラ間の密着性
を良くするために、一般に、クロロプレンゴム等のゴム
材が用いられる。ガイド部材の硬度は３０〜４０°，駆
動ローラは硬度６５〜７０°のゴム材が用いられ、従動
ローラは金属またはプラスチック材が一般的に用いられ
る。ガイド部材の高さは０．５mm〜１．５mmで、幅は２
mm〜５mmである。そして、感光ベルトは熱可塑性高分子
量物質のフィルム上に感光層を形成した、内周長が６５
０mm〜８００mm，幅が２００mm〜３００mmの無端状もの
でり、駆動ローラと従動ローラの周りに張架されて引張
りばねにより張力が付与される。

【０００８】このような感光ベルト駆動装置は、実開昭
６３−７６８６７号公報に記載されたものがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のカラー電子写真
装置における感光ベルト駆動装置は、色ずれがなく高品
位のカラー画像を得るために、前述したように、感光ベ
ルトの蛇行と滑りを防止するために様々な工夫がなされ
ているが、感光ベルトの蛇行と滑りを共に防止できるよ
うに構成部品の特性を総合して構成することが困難であ
った。

【００１０】本発明の目的は、このような感光ベルト駆
動装置における感光ベルトの蛇行と滑りを防止すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材層の表面
に感光材層が形成され幅が２００ｍｍ〜３００ｍｍ，内
周長が６５０ｍｍ〜８００ｍｍの無端形状であってその
裏面の両側端部に平行なゴムショア硬度３０°〜４０°
の弾性体ガイド部材を備えた感光体ベルトを駆動ローラ
と従動ローラの周りに張架し、前記駆動ローラにより回
動する感光ベルト駆動装置において、前記駆動ローラと
従動ローラは、前記弾性体ガイド部材が当接する接触端
面部を滑合材で被覆すると共にその軸間の平行度誤差を
０．２ｍｍ以下に設置し、前記感光ベルトは、２．５ｋ
ｇｆ〜１２ｋｇｆの張力で前記駆動ローラと従動ローラ
の周りに張架したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】駆動ローラおよび従動ローラにおける感光ベル
トのガイド部材が当接する接触端面部を滑合材で被覆す
ると共に駆動ローラと従動ローラの軸間平行度誤差を特
定してガイド部材が駆動ローラに乗り上がる作用力を軽
減させることにより、感光ベルトの張力を高めて張架し
ても該感光ベルトが駆動ローラに乗り上がるのを防止で
きる。そして感光ベルトが高張力で張架されるので滑り
の発生も軽減して画像位置ずれを軽減できる。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図１１を参照して説
明する。

【００１４】図１および図２において、１は駆動ロー
ラ、２，３は従動ローラ、４はこの従動ローラ３を揺動
自在に支持するための支持部材、５は前記駆動ローラ１
と従動ローラ２，３の周りに張架した感光ベルト、６は
前記支持部材４に作用する引張りばねである。支持部材
４と引張りばね６は、従動ローラ３の両端側に対で設け
られる。７ａ，７ｂはゴム製の弾性体ガイド部材、８は
前記感光ベルト５に形成した各色のトナー像を重ねて転
写することによりカラートナー像を完成するための転写
ドラムであり、前記感光ベルト５に接触して回転する。

【００１５】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断面を示す
部分断面図で、駆動ローラ１の両端の端面部および感光
ベルト５の両側端部に接着された弾性体ガイド部材７
ａ，７ｂの表面には滑合材コーティング層９ａ，９ｂ
（膜厚は３〜５０μｍ ）が形成されている。

【００１６】図４は駆動ローラ１の両端の端面部の形状
を変形した駆動ローラ１´の実施例を示しており、両端
の端面部の断面形状を円弧状に面取りしたことが前記駆
動ローラ１と相違している。この駆動ローラ１´の両端
の端面部および弾性体ガイド部材７ａにも滑合材コーテ
ィング層９ａが形成されている。

【００１７】図５〜図７は、感光ベルト５の弾性体ガイ
ド部材７ａが駆動ローラ１の端面部に乗り上がるのを防
止する作用を説明するための部分拡大図である。感光ベ
ルト５は、駆動ローラ１と従動ローラ２，３の回転に従
って回動しながら、該駆動ローラ１および従動ローラ
２，３の軸間の平行度誤差，左右の引張りばね力のアン
バランス，感光ベルト５の左右の内周長の差等によって
該駆動ローラ１および従動ローラ２，３の軸方向に片寄
り、ガイド部材７ａが駆動ローラ１の端面部に当接す
る。ここでガイド部材７ａと駆動ローラ１の当接面が、
従来装置のようにゴム材とゴム材の組合せにおいては、
ガイド部材７ａの真直度誤差等によって部分的に駆動ロ
ーラ１に乗り上がる。この状態が継続すると、ガイド部
材７ａは駆動ローラ１の外周面に完全に乗り上がってし
まう。

【００１８】画像位置ずれ発生を有効に抑制できるガイ
ド部材７ａ，７ｂの硬度は、駆動ローラ１および従動ロ
ーラ２，３上での屈曲性とローラ端面部との当接による
影響を考慮するとゴムショア硬度３０〜４０°が好適で
あり、駆動ローラ１の端面部はゴムショア硬度６５〜７
０°が好適である。

【００１９】この実施例では、駆動ローラ１，ガイド部
材７ａの表面層に滑合材のコーティング層９ａを形成し
ているので、真直度の誤差分δは、駆動ローラ１の方の
剛性が高いために、ガイド部材７ａの弾性変形によって
吸収されてしまい、乗り上がりまで発展しない。また、
駆動ローラ１の端面部を半径０．５ｍｍ〜５０ｍｍの曲
率或いは同等の直線傾斜で面取りすることにより、ガイ
ド部材７ａの真直度誤差δが吸収しやすくなる。

【００２０】図７に示した駆動ローラ１´も同様の作用
効果が得られる。すなわち、誤差が大きい場合、感光ベ
ルト５の片寄りが進行することによりガイド部材７ａが
弾性変形し、感光ベルト５と駆動ローラ１´の間に微小
ギャップｇを生じ、駆動ローラ１´と感光ベルト５間の
張力が増して摩擦駆動力が増加すると、該感光ベルト５
は張力が弱い方向、すなわち、矢印Ｐ方向に片寄るよう
に移動して乗り上げが防止できる。

【００２１】図８は、駆動ローラと従動ローラの軸間の
平行度と画像位置ずれの関係を示している。従来の装置
では、２．０kgｆの張力となるように張架された感光ベ
ルトであっても、駆動ローラと従動ローラの軸間の平行
度誤差が０．１５mmを越えると画像の位置ずれ量が増加
し、誤差の影響が大きくなる。この傾向は、張力が大き
くなるにつれて小さい平行度誤差において発生する。こ
れに対して、実施例では、感光ベルトを８kgｆの張力で
張架した場合において、軸間平行度誤差が０．２５mm以
上でも画像の位置ずれ発生を抑制することができる。

【００２２】図９は、感光ベルトの張力を変えたとき
に、駆動ローラと従動ローラの軸間平行度誤差が画像位
置ずれにどのように影響するかを示している。張架され
た感光ベルトの張力が８kgｆ以下であれば、軸間平行度
誤差が０．２５mm以上でも画像の位置ずれ発生を抑制す
ることができる。しかしながら、感光ベルトの張力が１
０kgｆの張架状態では、軸間平行度誤差が０．１５mmを
越えると画像の位置ずれ量の増加傾向が増え、誤差の影
響が大きくなる。これは、過大な張力によって弾性体の
ガイド部材が変形してしまって感光ベルトの片寄りを復
帰させる補正力が不足するためである。

【００２３】図１０は、駆動ローラ１と感光ベルト５の
当接面に滑合材コーティング層９を形成したことによる
効果を示している。滑合材コーティング層９がない装置
では、１０kgｆで張架された感光ベルト５は、軸間平行
度誤差が０．１５mmを越えると画像の位置ずれ量の増加
傾向が増する。しかしながら、当接面に滑合材コーティ
ング層９を形成したものは、１０kgｆの張力での張架で
は、軸間平行度誤差が０．２５mmを越えても画像位置ず
れの発生を安定に抑制することができる。感光ベルト５
の張力を１２kgｆで張架した場合でも、軸間平行度を
０．２mm以下にすれば画像位置ずれ量を所定の範囲内に
抑制することができる。

【００２４】張架した感光ベルト５の張力は、駆動ロー
ラ１と従動ローラ２，３の軸間平行度誤差や内周長誤差
を厳しく特定すれば、高い方が画像位置ずれ防止効果を
高めるのに有効であるが、該感光ベルト自体の強度（耐
久性）や弾性体ガイド部材７ａ，７ｂによる片寄り補正
効果を有効に発揮させるためには、該張力は８kgｆ以下
となるように設定とすることが有効である。

【００２５】図１１は、感光ベルト５の張力と画像位置
ずれ（色ずれ）の関係を示したものである。従来の装置
は、感光ベルトの片寄りの発生を抑制するために、その
張力が約１．５kgｆ以下に設定されており、感光ベルト
の片寄りと画像位置ずれ（色ずれ）の両方を満足する領
域が得られなかった。本発明によれば、ベルト片寄りに
関しては感光ベルト５の張力を約１２kgｆまで上げて張
架しても、駆動ローラ１と弾性体ガイド部材７ａ，７ｂ
の当接条件および駆動ローラ１と従動ローラ２，３の軸
間平行度を適切に維持することにより良好に維持するこ
とができ、従って、感光ベルト５を２．５kgｆ〜１２kg
ｆに設定することにより感光ベルトの片寄りと画像位置
ずれ（１５０μm以下）の両方を満足する領域が得られ
る。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、駆動ローラおよび従動ローラ
における感光ベルトのガイド部材が当接する接触端面部
を滑合材で被覆すると共に駆動ローラと従動ローラの軸
間平行度誤差を特定してガイド部材が駆動ローラに乗り
上がる作用力を軽減させることにより、感光ベルトの張
力を高めて張架しても該感光ベルトが駆動ローラに乗り
上がるのを防止し、感光ベルトを高張力で張架すること
により滑りの発生を軽減して画像位置ずれを軽減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す感光ベルト駆動装置の
側面図である。

【図２】図１に示す感光ベルト駆動装置の平面図であ
る。

【図３】図２のIII−III断面図である。

【図４】本発明になる感光ベルト駆動装置における駆動
ローラの変形例を示す一部縦断正面図である。

【図５】本発明になる感光ベルト駆動装置における乗り
上げ防止作用を説明するための部分拡大図である。

【図６】本発明になる感光ベルト駆動装置における乗り
上げ防止作用を説明するための部分拡大図である。

【図７】本発明になる感光ベルト駆動装置における乗り
上げ防止作用を説明するための部分拡大図である。

【図８】感光ベルト駆動装置における感光ベルト張力特
性図である。

【図９】感光ベルト駆動装置における感光ベルト張力特
性図である。

【図１０】感光ベルト駆動装置における感光ベルト張力
特性図である。

【図１１】本発明になる感光ベルト駆動装置における感
光ベルト張力特性図である。

【符号の説明】

１ 駆動ローラ ２，３ 従動ローラ ５ 感光ベルト ７ａ，７ｂ 弾性体ガイド部材 ８ 転写ドラム ９ 滑合材コーティング層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北岸 外茂治 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株式会社 日立製作所 多賀工場内 (72)発明者 鈴木 美津雄 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株式会社 日立製作所 多賀工場内 (72)発明者 早野 富夫 茨城県日立市東多賀町１丁目１番１号 株式会社 日立製作所 多賀工場内 (56)参考文献 特開 平４−190280（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−98284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−73284（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−148745（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−169440（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−221550（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231475（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−42277（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−820787（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−204199（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−186180（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 350 - 352 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/16 - 15/16 103

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材層の表面に感光材層が形成され幅が
   ２００ｍｍ〜３００ｍｍ，内周長が６５０ｍｍ〜８００
   ｍｍの無端形状であってその裏面の両側端部に平行なゴ
   ムショア硬度３０°〜４０°の弾性体ガイド部材を備え
   た感光体ベルトを駆動ローラと従動ローラの周りに張架
   し、前記駆動ローラにより回動する感光ベルト駆動装置
   において、 前記駆動ローラと従動ローラは、前記弾性体ガイド部材
   が当接する接触端面部を滑合材で被覆すると共にその軸
   間の平行度誤差を０．２ｍｍ以下に設置し、前記感光ベ
   ルトは、２．５ｋｇｆ〜１２ｋｇｆの張力で前記駆動ロ
   ーラと従動ローラの周りに張架したことを特徴とする感
   光ベルト駆動装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記駆動ローラと従
   動ローラの前記接触端面部の形状を半径０．５ｍｍ〜５
   ０ｍｍの断面円弧状としたことを特徴とする感光ベルト
   駆動装置。