JP4545336B2

JP4545336B2 - ベルト駆動装置及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP4545336B2
Application number: JP2001080495A
Authority: JP
Inventors: 勝明宮脇
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002278365A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、転写搬送ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルトなどの幅広無端ベルトを用いたベルト駆動装置、例えば、複写機やプリンタなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の幅広無端ベルトは、複写機やプリンタなどの画像形成装置などに無端状の中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして用いられており、複数本の回転部材に掛け渡されて駆動されている。
【０００３】
ところが、ベルトや回転部材に寸法誤差があったり、組み立て誤差があったりすることにより、ベルト走行中にベルト寄りが発生していた。このベルト寄りを防止するため、ベルトの内周面の幅方向端部に寄り防止のガイドを貼り付けたものがあるが、ベルトの寄り力が大きいとガイドが回転部材であるローラに乗り上げたり、ガイドを貼り付けた部分が折れ曲がったりする問題があった。このようなことが繰り返されると、ベルトは、クラックが入り破損しやすくなっていた。
【０００４】
この対策として、ガイドに傾斜部を設けて折れ曲がりや乗り上げを少なくしているもの(特開平7−187435)、ベルトに補強材を接着しその上にガイドを接着してクラックが入りにくくしているもの(特開平10−63140)、ベルトエッジ位置を検出してベルトを張架しているローラの傾きを調整するもの(特開平11−295948)が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前2者はそれぞれでは十分でなく、製作工数が増加したり、ガイドの真直度を出すのが難しく、画像劣化の原因となっていた。また、後者は、ベルトの位置検出手段とローラの傾き調整機構が必要になるので高価なものになっていた。
【０００６】
そこで、この発明は、簡単な構成でベルト寄りの発生しない安定した回転駆動が行え、耐久性のある幅広無端ベルトを用いたベルト駆動装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、幅広無端ベルトを複数の回転部材に張架して回転駆動させるようにしたベルト駆動装置において、少なくとも一個の回転部材の少なくとも一方端部に、中央部よりも大径の大径部を設け、幅広無端ベルトの幅方向中央部に、上記回転部材の大径部よりも内側のみに位置する弾性係数の大きな芯体層を配置し、幅広無端ベルトの少なくとも一方端部に、前記回転部材の大径部と接する、前記芯体層よりも弾性係数の小さな弾性体層を配置し、該弾性体層の内側に前記大径部が位置するようにしたことを特徴とするベルト駆動装置としている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、伸びの少ない芯体層が大径部にかからず直進性を与え、大径部にかかっている伸びのある弾性体層が大径部からはみ出した部分を縮め、大径部を外側から抱え込むようになってベルトの寄りや蛇行が規制されるので、簡単な構成でベルト寄りの発生しない安定した回転駆動が行え、耐久性のある幅広無端ベルトを用いたベルト駆動装置を提供する。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１において、前記芯体層は、前記弾性体層の内周側に配置されていることを特徴とするベルト駆動装置としている。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１の効用に加え、直接回転部材に接触するので幅広無端ベルトに伸びる余裕がなく直進性は一層良好となる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１において、前記芯体層は、前記弾性体層の内部に配置した補強芯材で構成されていることを特徴とするベルト駆動装置としている。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１の効用に加え、芯体層に一層伸びを少なくさせるため、幅広無端ベルトの直進性が一層良好となる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１において、前記弾性体層は、幅方向中央部が高弾性係数で、両側が低弾性係数で一体にあるいは別体に形成されていることを特徴とするベルト駆動装置としている。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１の効用に加え、弾性体層の中央部が伸びの少ないものとなるため一層直進性が良好となり、一体の場合はベルトの製作工数が少なくなり、別体の場合は弾性係数の組み合わせの選択が自由に行える。
【００１５】
また、請求項５の発明は、請求項１において、前記弾性体層は、幅方向中央部が厚く、両側が薄く形成されていることを特徴とするベルト駆動装置としている。
【００１６】
請求項５の発明によれば、請求項１の効用に加え、中央部の伸びが小さくなり、直進性が一層良好となる。
【００１７】
また、請求項６の発明は、請求項１において、前記大径部は、中央部に向かって中央部径まで小径になるテーパ部を備えていることを特徴とするベルト駆動装置としている。
【００１８】
請求項６の発明によれば、請求項１の効用に加え、中央部と大径部との段差が無くなり、ベルトの浮き上がりが無くなり、いっそう直進安定性がます。
【００１９】
さらに、請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一つのベルト駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置としている。
【００２０】
請求項７の発明によれば、直進性の良好な幅広無端ベルトを使用しているため、歪みのない安定した画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいてこの発明を説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施形態を示す電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。この装置には、それぞれ印字色の異なる画像を形成する複数の、ここでは４個の感光体（ＰＣ）110が併設されている。この感光体１１０には、それぞれ図示を省略した露光装置が設けられている。
【００２３】
この露光装置は、スキャナなどによって色分解された画像情報に対応する光信号を半導体レーザから出射させ、そのレーザ光を回転駆動されるポリゴンミラーにより感光体１１０に走査するもので、その走査光路中には収束用及びポリゴンミラーの面倒れ補正用のレンズやレーザ光を偏向するミラーなどが配設されている。さらに、それぞれの感光体１１０の外周には、帯電チャージャ１３０と、現像手段としての現像ユニット１２０と、クリーニング部材１４０とが配設されている。
【００２４】
一方、幅広無端ベルト２００は、ここに示す中間転写ベルトのほかに転写搬送ベルトがあり、複数の回転部材３００に張架させられて回転駆動させられている。回転部材３００は、ベルト駆動ローラ３１０、テンションローラ３２０、従動ローラ３３０、複数のアイドラローラ３４０、複数の転写ローラ３５０及び対向ローラ３６０であり、これら回転部材３００に張架された幅広無端ベルト２００は、感光体１１０に転写ローラ３５０とで挟まれて圧接され一次転写手段を形成している。
【００２５】
また、幅広無端ベルト２００を張設している対向ローラ３６０に、２次転写ローラ３７０が圧接されている。さらにこの装置の下部には、図示しない給紙カセットとそこから一枚づつ給紙する給紙ローラが設けられ、ここからの転写紙を２次転写ローラ３７０へ送り出すレジストローラ３８０が設けられている。ベルト駆動ローラ３１０の上部には、図示しないが、定着ローラとプレスローラとが互いに接して回転自在に設けられ、定着ローラを通過する転写紙を排紙トレイに排出する排紙ローラが設けられている。
【００２６】
このような構成において、各感光体１１０にはそれぞれ印字色が異なる画像が形成される。ここでは、図中左に位置する感光体１１０に対する画像形成プロセスに付いて説明するが、他の感光体１１０に対する画像形成プロセスは同様の原理につき説明を省略する。
【００２７】
まず、感光体１１０は回転中に帯電チャージャ１３０からの電荷により一様に帯電される。一色目の印字色に色分解された画像情報に基づき前記露光装置が駆動され、これにより、感光体１１０の帯電部分に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像ユニット１２０により現像され、トナー像となる。その他の印字色も順次トナー像を形成し幅広無端ベルト２００上に重ね一次転写される。
【００２８】
一方、給紙ローラにより引き出された転写紙はその先端がレジストローラ３８０のニップ部に当接した状態で待機状態に維持され、感光体１１０の回転運動に同期して回転するレジストローラ３８０により２次転写位置に搬送され、幅広無端ベルト２００上のトナー像が転写紙に転写される。画像が重ねて転写された転写紙は、幅広無端ベルト２００から分離されて定着ローラプレスローラとにより搬送される過程で転写画像が定着され、排紙ローラにより排紙トレイに排紙される。また、一次転写の都度、感光体１１０上に付着した残トナーはクリーニング部材１４０により除去される。
【００２９】
この画像形成装置においては、図２に示すように幅広無端ベルト２００の片寄り、蛇行による画質の低下を防止するために、幅広無端ベルト２００を中央部より弾性係数を小さくした端部の弾性体層より内側になるように回転部材３００の大径部３０２を設けている。ここでは、図１に示す幅広無端ベルト２００を張架する複数の回転部材３００のうち駆動ローラ３１０、テンションローラ３２０、従動ローラ３３０のみを示しあとは省略している。回転部材３００は、図１３〜１７にも示すように中央部３０１の外径よりも少なくとも一方の側の端部が大径にした大径部３０２が形成されており、軸３０３がその中心に両端が突出して設けられている。図１４と図１７の大径部は、中央部３０１に向かって中央部径まで小径になるテーパ部３０４を備えている。
【００３０】
このような回転部材３００に幅広無端ベルト２００は掛け渡され、テンションローラ３２０によって外側に張力が加えられ、回転部材３００の中央部３０１との間に浮くことなく接触する。また。この無端ベルト２００は、図示しないスプリングでテンションローラ３２０を移動させて張られ、駆動ローラ３１０の摩擦駆動で搬送される。
【００３１】
すなわち、幅方向中央部に弾性係数の大きな芯体層２１０を配置し、幅方向全体あるいは少なくとも片側に芯体層２１０よりも弾性係数の小さな弾性体層２２０を配置して形成した幅広無端ベルト２００を複数の回転部材３００で張架して回転駆動させるとともに、少なくとも一個の回転部材３００の少なくとも一方端部を中央部３０１より大径にした大径部３０２とし、この大径部３０２が幅広無端ベルト２００の端の弾性体層２２０の内側に位置するように架け渡してベルト駆動装置としている。なお、芯体層２１０は、大径部３０２よりも内側にのみ設けられる。
【００３２】
図３は、図２の構成に補正ローラ３９０を加えた構成である。この補正ローラ３９０は、大径部３０２を片側にのみ有しており、他のローラ３１０,３２０,３３０に対し傾けて装着され、この傾けによって大径部３０２とは反対側(矢印方向)に片寄りが発生するようになる。補正ローラ３９０は、傾きを調整してベルトの片寄り力を調整できるようにされている。
【００３３】
芯体層２１０は、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、ポリイミドなどの弾性係数の大きな合成樹脂材料あるいはウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンープロピレンージエン共重合ゴム(ＥＰＤＭ）等のエラストマー材料を用いて形成されている。また、弾性体層２２０は、弾性係数の小さなポリウレタンゴム、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴムなどのエラストマー材料を用いて形成されている。
【００３４】
伸びの少ない芯体層２１０が大径部３０２にかからず直進性を与え、大径部３０２にかかっている伸びのある弾性体層２２０が大径部３０２からはみ出した部分を縮め、大径部３０２を外側から抱え込むようになってベルトの寄りや蛇行が規制されるので、簡単な構成でベルト寄りの発生しない安定した回転駆動が行え、耐久性のある幅広無端ベルト２００を用いたベルト駆動装置を提供している。
【００３５】
図４〜図８に示す幅広無端ベルト２００は、中央部に芯体層２１０が設けられ、弾性体層２２０が全幅に渡って設けられた実施例であり、芯体層２１０が内周面側に設けられて伸びができるだけでないように配慮している。図４は芯体層２１０を弾性体層２２０の厚みの中に取り込んでベルトを同一厚さにしている。図５は、芯体層２１０を薄い同一厚さの弾性体層２２０の内周面側に貼り付けている。図６は、芯体層２１０を、弾性体層２２０の内周面側の内部に配置した、ウレタン、ポリイミドなどの樹脂やニッケル、ステンレスなどの金属の薄膜体、あるいはアラミド、グラスファイバーの芯線、ポリエステル、ポリアミドの織物の補強芯材で構成している。図７は、弾性体層220自体が、幅方向中央部を大きな弾性係数にした高弾性率層２２１、両端部をより伸びやすくするため弾性係数を小さくした低弾性率層２２２としている。勿論、別体であっても良い。図８は、弾性体層２２０の芯体層２１０を外れる両側を薄肉にし、両側の伸びをよくしている。
【００３６】
図９〜図１２に示す幅広無端ベルト２００は、中央部に配置された芯体層２１０に対し、少なくとも幅方向一方の側に弾性体層２２０が配置されている。すなわち、図９、図１０、図１２は、別体にされた弾性体層２２０が芯体層２１０からはみ出して設けられている。図１１は、弾性体層２２０が片側にのみ設けられた事例である。図１２は、芯体層２１０と弾性体層２２０との間にポリエステル、ポリイミド、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなる補強部材２３０が用いられた事例である。芯体層２１０が弾性体層２２０に引っ張られたり、大径部３０２での折れ曲がりに対してクラックが発生するのを防止している。
【００３７】
図１３は、幅広無端ベルト２００が回転部材３００に張架されている状態である。回転部材３００の両端部の大径部３０２には弾性体層２２０がはみだして覆い、中央部３０１には芯体層２１０が密着している。このため、大径部３０２の内側とはみだした外側の弾性体層２２０が大径部３０２を抱え込むように縮んでベルトの直進性を良好にし、ずれや蛇行を生じさせない。
【００３８】
図１４は、回転部材３００の大径部３０２から中央部３０１の径までに向かってテーパ状にした構成で、ここに幅広無端ベルト２００が張架された状態である。テーパ状にすることによって芯体層２１０の端と大径部３０２との隙間を、より小さなテーパ部３０４との隙間にし、浮き上がりを防止し、ずれ難く、蛇行し難くしている。また、大径部３０２との段差部でベルトの折れ曲がりなどが小さくなりベルトの寿命が長くなる。
【００３９】
図１５は、図１３と同じ回転部材３００の大径部３０２に芯体層２１０の両側に設けられた弾性体層２２０が掛けられた状態であり、図１３に示す構成と同様な効用をする。
【００４０】
図１６は、回転部材３００の片側にのみ大径部３０２が形成された補正ローラ３９０で、図３の位置に配置され、幅広無端ベルト２００が芯体層２１０の片側にのみ弾性体層２２０を配置し、この弾性体層２２０を大径部３０２に被せている。前述したように補正ローラ３９０の傾きを変えることにより片寄りを矯正することができる。
【００４１】
図１７は、図１４と同じ回転部材３００の大径部３０２及びテーパ部３０４に芯体層２１０の両側に設けられた弾性体層２２０が掛けられた状態であり、図１４に示す構成と同様な効用をする。
【００４２】
以上説明してきた弾性体層２２０は、ゴム硬度がＪＩＳ−Ａ基準で３０Ｈｓ以上で８０Ｈｓ以下のエラストマーが良い。硬度が８０Ｈｓを超えると硬すぎて回転部材３００のタイ径部３０２のエッジに引っかかりが弱くベルトの寄り力に負けてベルトの片寄りや蛇行を規制することが出来ない。また硬度が３０Ｈｓ未満だと大径部３０２のエッジへの引っ掛かりは良いが、弾性体層２２０自体が伸縮しやすく、ベルトの寄り力のばらつきで、ベルトの蛇行量が大きくなる。
【００４３】
また、弾性部材の厚さとしては、０.０８mm から２mmが好ましい。厚さが２mmを超えると大径部３０２のエッジに引っかかりが弱くベルトの寄り力に負けてベルトの片寄りや蛇行を規制することが難しくなる。また、厚さが０.０８mmより薄くなると大径部３０２への引っかかりはよくなるが、弾性体層２２０自体がベルトの寄り力のばらつきで伸縮量が大きくなり、ベルトの蛇行も大きくなる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１の発明によれば、伸びの少ない芯体層が大径部にかからず直進性を与え、大径部にかかっている伸びのある弾性体層が大径部からはみ出した部分を縮め、大径部を外側から抱え込むようになってベルトの寄りや蛇行が規制されるので、簡単な構成でベルト寄りの発生しない安定した回転駆動が行え、耐久性のある幅広無端ベルトを用いたベルト駆動装置を提供することができる。
【００４５】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の効用に加え、直接回転部材に接触するので幅広無端ベルトに伸びる余裕がなく直進性は一層良好となる。
【００４６】
また、請求項３の発明によれば、請求項１の効用に加え、芯体層に一層伸びを少なくさせるため、幅広無端ベルトの直進性が一層良好となる。
【００４７】
また、請求項４の発明によれば、請求項１の効用に加え、弾性体層の中央部が伸びの少ないものとなるため一層直進性が良好となり、一体の場合はベルトの製作工数が少なくなり、別体の場合は弾性係数の組み合わせの選択が自由に行える。
【００４８】
また、請求項５の発明によれば、請求項１の効用に加え、中央部の伸びが小さくなり、直進性が一層良好となる。
【００４９】
また、請求項６の発明によれば、請求項１の効用に加え、中央部と大径部との段差が無くなり、ベルトの浮き上がりが無くなり、いっそう直進安定性がます。
【００５０】
さらに、請求項７の発明によれば、直進性の良好な幅広無端ベルトを使用しているため、歪みのない安定した画像が得られる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態にかかる画像形成装置の要部概略構成図である。
【図２】この発明の実施形態にかかるベルト駆動装置の概略構成図である。
【図３】他のベルト駆動装置の概略構成図である。
【図４】幅広無端ベルトの一実施例の断面図である。
【図５】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図６】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図７】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図８】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図９】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図１０】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図１１】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図１２】幅広無端ベルトの他の実施例の断面図である。
【図１３】回転部材に幅広無端ベルトを張架した一実施例の説明図である。
【図１４】回転部材に幅広無端ベルトを張架した他の実施例の説明図である。
【図１５】回転部材に幅広無端ベルトを張架した他の実施例の説明図である。
【図１６】回転部材に幅広無端ベルトを張架した他の実施例の説明図である。
【図１７】回転部材に幅広無端ベルトを張架した他の実施例の説明図である。
【符号の説明】
２００幅広無端ベルト
２１０芯体層
２２０弾性体層
３００回転部材

Claims

幅広無端ベルトを複数の回転部材に張架して回転駆動させるようにしたベルト駆動装置において、
少なくとも一個の回転部材の少なくとも一方端部に、中央部よりも大径の大径部を設け、
幅広無端ベルトの幅方向中央部に、上記回転部材の大径部よりも内側のみに位置する弾性係数の大きな芯体層を配置し、
幅広無端ベルトの少なくとも一方端部に、前記回転部材の大径部と接する、前記芯体層よりも弾性係数の小さな弾性体層を配置し、
該弾性体層の内側に前記大径部が位置するようにしたことを特徴とするベルト駆動装置。
請求項１において、前記芯体層は、前記弾性体層の内周側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１において、前記芯体層は、前記弾性体層の内部に配置した補強芯材で構成されていることを特徴とするベルト駆動装置。
請求項１において、前記弾性体層は、幅方向中央部が高弾性係数で、両側が低弾性係数で一体にあるいは別体に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１において、前記弾性体層は、幅方向中央部が厚く、両側が薄く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１において、前記大径部は、中央部に向かって中央部径まで小径になるテーパ部を備えていることを特徴とするベルト駆動装置。
請求項１〜６のいずれか一つのベルト駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。