JP3779804B2 - ベルトユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真記録方式を用いた記録装置、特に、複数の色のトナーに基づいてカラー画像を形成する記録装置においては、ベルトユニットが配設され、トナー像又は記録媒体を搬送するために、記録幅を有するエンドレスのベルトを走行させるようにしている。そして、ベルトは、駆動ローラ、複数のアイドルローラ等の各ローラ間に張設され、所定の箇所において張力が与えられるようになっている。
【0003】
また、ベルトが斜行するのを防止するために、ベルトの側縁をフランジによって案内したり、ベルトの内周の一方の側縁においてベルトと一体にガイドベルトを形成し、該ガイドベルトを案内溝によって案内したりしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のベルトユニットにおいては、部品の組立誤差等によって各ローラがベルトの走行方向に対して傾いたり、各ローラの外周面の精度が低かったりして前記ベルトに斜行力が加わると、ベルトが前記フランジから外れたり、ガイドベルトが案内溝から外れたりすることがあり、安定してベルトを走行させることができない。
【0005】
そこで、ベルトに与えられる張力を最小限に抑制することが考えられるが、張力を小さくすると、ベルトの弛(たる)みがその分多くなり、駆動ローラとベルトとの間で滑りが生じてしまう。その結果、ベルトに十分な駆動力を伝達することができず、ベルトを安定して走行させることができなくなってしまう。
また、部品の組立誤差等が生じないように、例えば、各ローラの各軸間の距離を微調整することが考えられるが、組立性がその分低下し、ベルトユニットのコストが高くなってしまう。そして、前記各軸間の距離を微調整しても、記録装置がセットされる台が歪(ひず)んでいると、その歪みが各ローラに伝わり、該各ローラがベルトの走行方向に対して傾いてしまうことがある。その結果、安定してベルトを走行させることができない。
【0006】
本発明は、前記従来のベルトユニットの問題点を解決して、安定してベルトを走行させることができ、組立性を向上させることができ、コストを低くすることができるベルトユニットを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のベルトユニットにおいては、回転自在に配設された駆動ローラと、回転自在に配設されたアイドルローラと、前記駆動ローラとアイドルローラとの間に張設されたエンドレスのベルトと、前記駆動ローラを回転させる駆動源と、前記ベルトの内周の少なくとも一方の側縁に配設されたガイドベルトとを有する。
【0008】
そして、前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ガイドベルトと噛合する案内溝が形成される。また、前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ベルトに張力を与える張力付与手段が配設される。
そして、前記案内溝の底面の幅はガイドベルトの幅よりわずかに広くされ、前記案内溝の側面は、前記底面から所定の角度で両側に広がる方向に傾けられた傾斜面を形成する。また、前記ガイドベルトの側面は前記案内溝の底面に対してほぼ垂直にされる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの斜視図、図2は本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの要部断面図、図3は本発明の第1の実施の形態におけるガイドベルトの配設状態図、図4は本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの要部拡大図である。
【0010】
図において、11はループ状に形成されたエンドレスのベルトであり、該ベルト11は記録装置の最大印字幅より所定値だけ広い幅を有する。そして、前記ベルト11が斜行するのを防止するために、ベルト11の内周の一方の側縁に沿って、ガイドベルト11aが数〔mm〕の幅で内方に突出させて一体的に配設される。なお、ガイドベルト11aは前記ベルト11の内周の両側縁に配設することもできる。
【0011】
また、12は回転自在に配設された駆動ローラ、13、14、18は回転自在に配設された第1〜第3のアイドルローラである。前記駆動ローラ12は、前記ガイドベルト11aに干渉しない範囲でほぼベルト11と同じ幅を有し、図示されない駆動源を駆動することによって図1における反時計回りに定速で回転させられ、ベルト11の巻付角に対応して発生させられる摩擦力によってベルト11を矢印A方向に走行させる。そして、前記摩擦力を十分に発生させることができるように、前記駆動ローラ12の表面はゴム等の摩擦係数が高い材料によって形成される。
【0012】
また、前記第1のアイドルローラ13は、前記ガイドベルト11aに干渉しない範囲でほぼベルト11と同じ幅を有し、前記駆動ローラ12と平行に、かつ、所定の距離を置いて配設される。そして、ベルト11を走行させたときに、前記駆動ローラ12と第1のアイドルローラ13との間のベルト11の平面部分によって、図示されないトナー像又は記録媒体を搬送するために搬送面が形成され、かつ、搬送長が設定される。
【0013】
また、前記第2のアイドルローラ14は、アルミニウムによる押出材、樹脂等によって形成され、前記第1のアイドルローラ13と平行に配設され、かつ、両端に配設されたアーム15によって第1のアイドルローラ13の軸を中心にして所定角度だけ揺動自在に支持される。そして、前記アーム15をスプリング17の付勢力によって図1における反時計回りに付勢し、前記第2のアイドルローラ14をベルト11に押し付けることにより、前記ベルト11に所定の張力を与えることができる。その結果、前記ベルト11と駆動ローラ12との間に所定の摩擦力が発生させられ、該摩擦力によってベルト11を走行させることができる。なお、前記アーム15及びスプリング17によって張力付与手段が構成される。本実施の形態において、該張力付与手段は、第2のアイドルローラ14に配設されるようになっているが、駆動ローラ12又は第1のアイドルローラ13、第3のアイドルローラ18に配設することもできる。
【0014】
ところで、駆動ローラ12を回転させ、ベルト11を走行させるのに伴って、ベルト11の搬送方向における駆動ローラ12より上流側に弛みが生じるが、前記第2のアイドルローラ14によって前記ベルト11に所定の張力が与えられるようになっているので、第2のアイドルローラ14の部分における弛みは最も少ない。そこで、本実施の形態においては、前記アーム15及びスプリング17が配設される第2のアイドルローラ14に斜行発生防止部が形成される。
【0015】
すなわち、前記第2のアイドルローラ14の一端に、プーリ状の案内溝14aが形成され、該案内溝14aと前記ガイドベルト11aとが噛合するようになっている。したがって、ベルト11は、案内溝14aによって案内されて走行させられるので、斜行するのを防止することができる。なお、本実施の形態において、案内溝14aは第2のアイドルローラ14の一端に形成されるが、ガイドベルト11aを前記ベルト11の内周の両側縁に配設する場合には、案内溝14aを第2のアイドルローラ14の両端に形成することもできる。また、案内溝14aを駆動ローラ12に形成したり、第1のアイドルローラ13、18に形成したりすることもできる。
【0016】
そして、前記第2のアイドルローラ14とベルト11を介して対向させて、案内溝14aとほぼ同じ長さの外れ防止部材としての規制ローラ21が配設され、該規制ローラ21は前記ベルト11の一方の側縁に沿って延び、ガイドベルト11aが案内溝14aから外れるのを防止する。そのために、前記規制ローラ21は、アーム15と一体に配設されたポスト22に対して回転自在に、かつ、ベルト11とわずかな隙(すき)間を形成して取り付けられ、ベルト11の走行に伴って従動させられる。
【0017】
さらに、前記案内溝14aの底面S1の幅はガイドベルト11aの幅よりわずかに広くされ、両側面S2、S3は前記底面S1に対して約45度の角度で、両側に広がる方向に傾けられ、テーパ面を形成する。したがって、前記ガイドベルト11aと両側面S2、S3との間において摩擦力が発生するのを防止することができるだけでなく、両側面S2、S3にガイドベルト11aが乗り越えるのを防止することができる。
【0018】
また、19は前記第3のアイドルローラ18とベルト11を介して対向させて、先端をベルト11に押し付けて配設されたクリーニング部材であり、該クリーニング部材19は、前記ベルト11の走行に伴ってベルト11の表面に付着した異物を除去する。
そして、23は前記駆動ローラ12及び各第1〜第3のアイドルローラ13、14、18を回転自在に、アーム15を揺動自在にそれぞれ支持するとともに、スプリング17の一端を保持するベルトフレームであり、該ベルトフレーム23を覆うように前記ベルト11が配設される。
【0019】
次に、前記構成のベルトユニットの組立方法について説明する。
図5は本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの組立方法の説明図である。
図に示すように、ベルトフレーム23に駆動ローラ12及び第1〜第3のアイドルローラ13、14、18を組み付け、ガイドベルト11a側を先行させてベルト11をベルトフレーム23に外嵌(かん)し、ガイドベルト11aを案内溝14a(図4)内に入れて噛合させる。その後、スプリング17(図1)をベルトフレーム23に固定し、規制ローラ21をアーム15に取り付ける。
【0020】
次に、前記構成のベルトユニットの動作について説明する。
まず、図示されない駆動源を駆動することによって駆動ローラ12を回転させると、該駆動ローラ12とベルト11との間に発生させられる摩擦力によってベルト11が走行させられる。通常、ガイドベルト11aは案内溝14a内に納まった状態に置かれるので、ベルト11は定位置において走行させられるが、部品の組立誤差等によって前記駆動ローラ12、第1〜第3のアイドルローラ13、14、18等がベルト11の走行方向に対して傾いたり、前記駆動ローラ12、第1〜第3のアイドルローラ13、14、18の外周面の精度が低かったり、記録装置がセットされる台が歪んでいたりすると、ベルト11に斜行力が加わり、ベルト11は斜行しようとする。
【0021】
このとき、前記ガイドベルト11aは、案内溝14a内を横方向に移動し、一方の側縁が側面S2、S3の一方に乗り越えようとしても、前記規制ローラ21が阻止するので、乗り越えられない。したがって、前記ガイドベルト11aは、案内溝14a内を確実に走行させられる。
なお、ガイドベルト11aの一方の側縁が側面S2、S3の一方に乗り越えようとする場合、乗り越えようとする力は側面S2、S3の角度によって分けられ、ガイドベルト11aに、底面S1から離そうとする垂直方向分力、及び第2のアイドルローラ14の軸方向に移動させようとする水平方向分力が加わる。この場合、垂直方向分力に対して前記規制ローラ21が反力を与え、水平方向分力に対して前記ベルト11の耐剪(せん)断力が反力を与える。
【0022】
このように、本実施の形態においては、前記ベルト11に斜行力が加わっても、ガイドベルト11aが前記案内溝14aから外れることがなく、斜行が阻止されるので、安定してベルト11を走行させることができる。
また、ベルト11に与えられる張力を最小限に抑制する必要がないので、ベルト11の弛みをその分少なくすることができ、駆動ローラ12とベルト11との間で滑りが生じるのを防止することができる。その結果、ベルト11に十分な駆動力を伝達することができ、ベルト11を安定して走行させることができる。
【0023】
また、部品の組立誤差等が生じたり、駆動ローラ12及び第1〜第3のアイドルローラ13、14、18の外周面の精度が低かったりしても、駆動ローラ12及び第1〜第3のアイドルローラ13、14、18の各軸間の距離を微調整する必要がないので、組立性を向上させることができ、ベルトユニットのコストを低くすることができる。
【0024】
そして、記録装置がセットされる台が歪んでいて、その歪みが駆動ローラ12及び第1〜第3のアイドルローラ13、14、18に伝わっても、安定してベルト11を走行させることができる。
さらに、前記規制ローラ21は、ポスト22に対して回転自在に配設され、ベルト11と線接触させられ、かつ、ベルト11の走行に伴って従動させられるようになっている。したがって、ベルト11の走行方向における摩擦力が小さくなるので、駆動源に加わる負荷を小さくすることができる。また、前記ベルト11の走行方向に対して直角の方向における摩擦力は比較的大きいので、ベルト11の斜行を抑制することができる。
【0025】
ところで、前記構成のベルトユニットにおいて、前記ベルト11が薄肉のフィルムによって形成されていて、かつ、第2のアイドルローラ14側に向けて斜行しようとする場合、ガイドベルト11a及び案内溝14aによってベルト11の斜行が阻止されるので、ベルト11の斜行力によってベルト11の一部が第2のアイドルローラ14から浮き上がることがある。
【0026】
図6はベルトの浮上り状態を示す図である。
図において、11はベルト、11aはガイドベルト、14は第2のアイドルローラ、14aは案内溝、21は規制ローラである。
この場合、前記ベルト11に矢印B方向に斜行力が発生すると、ベルト11が図に示されるように浮き上がることがある。
【0027】
そこで、ベルト11が浮き上がるのを防止することができる本発明の第2の実施の形態について説明する。
図7は本発明の第2の実施の形態におけるベルトユニットの斜視図である。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【0028】
図において、11は矢印A方向に走行させられるベルトであり、該ベルト11の走行方向に対して右側縁にガイドベルト11a(図6)が配設される。
また、L1 は前記ベルト11のガイドベルト11aが配設された一方の側縁側(搬送方向に対して右側縁側)における駆動ローラ12と第1のアイドルローラ13との軸間距離、L2 は前記ベルト11の他方の側縁側(搬送方向に対して左側縁側)における駆動ローラ12と第1のアイドルローラ13との軸間距離である。
【0029】
この場合、ベルトフレーム23による駆動ローラ12、第1のアイドルローラ13の各支持位置が調整され、前記軸間距離L1 は軸間距離L2 よりわずかに短くされる。本実施の形態において、部品の精度を考慮して軸間距離L1 は軸間距離L2 より0.2〔mm〕程度短くされる。したがって、軸間距離L1 と軸間距離L2 との差によって、前記ベルト11にガイドベルト11a側から離れる方向、すなわち、矢印C方向の斜行力が発生する。その結果、前記ベルト11が薄肉のフィルムによって形成されていても、ベルト11が浮き上がるのを防止することができる。なお、前記ベルトフレーム23によって斜行力発生手段が構成される。
【0030】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
この場合、前記第1の実施の形態のベルトユニットにおいて、ベルト11(図1)のガイドベルト11a(図5)が配設された一方の側縁側(搬送方向に対して右側縁側)におけるスプリング17の付勢力が、前記ベルト11の他方の側縁側(搬送方向に対して左側縁側)におけるスプリング17の付勢力よりわずかに大きくされる。本実施の形態において、ベルト11に加わる張力の公差を考慮して、ベルト11の一方の側縁側におけるスプリング17の付勢力は他方の側縁側におけるスプリング17の付勢力より張力の10〔%〕程度大きくされる。したがって、前記付勢力の差によって、前記ベルト11に矢印C方向の斜行力が発生する。その結果、前記ベルト11が薄肉のフィルムによって形成されていても、ベルト11が浮き上がるのを防止することができる。なお、アーム15及びスプリング17によって斜行力発生手段が構成される。
【0031】
前記各実施の形態においては、前記規制ローラ21とベルト11との間にわずかな隙間が形成されるようになっているが、規制ローラ21を所定の押付力でベルト11に押し付けるようにすることもできる。
この場合、前記ガイドベルト11aの一方の側縁が側面S2、S3の一方に乗り越えるのを規制ローラ21によって一層阻止することができる。
【0032】
また、前記各実施の形態においては、駆動ローラ12と第1〜第3のアイドルローラ13、14、18との間にベルト11を張設するようになっているが、一つの駆動ローラと一つのアイドルローラとの間にベルトを張設するようにすることもできる。その場合、アイドルローラとベルトを挟んだ反対側にクリーニング部材が配設され、前記アイドルローラ及びクリーニング部材を駆動ローラに対して平行に移動させることによって、ベルト11に張力が与えられる。
【0033】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0034】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ベルトユニットにおいては、回転自在に配設された駆動ローラと、回転自在に配設されたアイドルローラと、前記駆動ローラとアイドルローラとの間に張設されたエンドレスのベルトと、前記駆動ローラを回転させる駆動源と、前記ベルトの内周の少なくとも一方の側縁に配設されたガイドベルトとを有する。
【0035】
そして、前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ガイドベルトと噛合する案内溝が形成される。また、前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ベルトに張力を与える張力付与手段が配設される。
そして、前記案内溝の底面の幅はガイドベルトの幅よりわずかに広くされ、前記案内溝の側面は、前記底面から所定の角度で両側に広がる方向に傾けられた傾斜面を形成する。また、前記ガイドベルトの側面は前記案内溝の底面に対してほぼ垂直にされる。
この場合、前記ベルトに斜行力が加わっても、前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に配設された張力付与手段によって、前記ベルトに張力が与えられるので、その部分におけるベルトの弛みは最も少ない。したがって、ガイドベルトが前記案内溝から外れることがなく、斜行が阻止されるので、安定してベルトを走行させることができる。
【0036】
また、ベルトに与えられる張力を最小限に抑制する必要がないので、ベルトの弛みをその分少なくすることができ、駆動ローラとベルトとの間で滑りが生じるのを防止することができる。その結果、ベルトに十分な駆動力を伝達することができ、ベルトを安定して走行させることができる。
また、部品の組立誤差等が生じたり、アイドルローラの外周面の精度が低かったりしても、駆動ローラ及びアイドルローラの各軸間の距離を微調整する必要がないので、組立性を向上させることができ、ベルトユニットのコストを低くすることができる。
【0037】
そして、記録装置がセットされる台が歪んでいて、その歪みが駆動ローラ及びアイドルローラに伝わっても、安定してベルトを走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの斜視図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの要部断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるガイドベルトの配設状態図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの要部拡大図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるベルトユニットの組立方法の説明図である。
【図6】ベルトの浮上り状態を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態におけるベルトユニットの斜視図である。
【符号の説明】
11 ベルト
11a ガイドベルト
12 駆動ローラ
13 第1のアイドルローラ
14 第2のアイドルローラ
14a 案内溝
15 アーム
17 スプリング
18 第3のアイドルローラ
21 規制ローラ
23 ベルトフレーム
L1 、L2 軸間距離
S1 底面
S2、S3 側面
Claims (7)
- (a)回転自在に配設された駆動ローラと、
(b)回転自在に配設されたアイドルローラと、
(c)前記駆動ローラとアイドルローラとの間に張設されたエンドレスのベルトと、
(d)前記駆動ローラを回転させる駆動源と、
(e)前記ベルトの内周の少なくとも一方の側縁に配設されたガイドベルトとを有するとともに、
(f)前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ガイドベルトと噛合する案内溝が形成され、
(g)前記駆動ローラ及びアイドルローラの少なくとも一方に、前記ベルトに張力を与える張力付与手段が配設され、
(h)前記案内溝の底面の幅はガイドベルトの幅よりわずかに広くされ、前記案内溝の側面は、前記底面から所定の角度で両側に広がる方向に傾けられた傾斜面を形成し、
(i)前記ガイドベルトの側面は前記案内溝の底面に対してほぼ垂直にされることを特徴とするベルトユニット。 - 前記案内溝は前記張力付与手段が配設されるアイドルローラに形成される請求項1に記載のベルトユニット。
- 前記ベルトに前記ガイドベルト側から離れる方向の斜行力を発生させる斜行力発生手段を有する請求項1に記載のベルトユニット。
- (a)前記斜行力発生手段は、前記駆動ローラ及びアイドルローラを支持するベルトフレームであり、
(b)該ベルトフレームにおいて、前記ガイドベルトが配設された一方の側縁側における駆動ローラとアイドルローラとの軸間距離は、他方の側縁側における駆動ローラとアイドルローラとの軸間距離より短くされる請求項3に記載のベルトユニット。 - 前記斜行力発生手段は前記張力付与手段であり、前記ガイドベルトが配設された一方の側縁側において付与される張力は、他方の側縁側において付与される張力より大きくされる請求項3に記載のベルトユニット。
- 前記ベルトを挟んで前記案内溝と対向させて、前記ガイドベルトが案内溝から外れるのを防止する外れ防止部材が配設される請求項1に記載のベルトユニット。
- 前記外れ防止部材は回転自在に配設される請求項6に記載のベルトユニット。
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