JP5549493B2 - ベルト装置、転写ベルト装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、これらのうちの少なくとも二以上の機能を有する複合機等の画像形成装置に用いられるベルト装置に関し、特に、感光体に対して中間転写ベルト又は記録媒体搬送ベルトを接近又は離間させる機構を有するベルト装置及びこのベルト装置を備えた画像形成装置に関する。

感光体に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写する画像形成装置においては、トナー像を中間転写ベルトに転写する際に感光体と中間転写ベルトとを接触させる必要がある。しかし、感光体と中間転写ベルトとを常時接触させた状態としておくと、中間転写ベルト上に残った残留電荷によって感光体の感光層が劣化し、感光体の電位ムラによる画像ムラが生じてしまう場合がある。また、カラー画像形成装置にてモノクロ画像を形成する際には、黒用感光体のみが画像を形成し、カラー用感光体は画像形成に関与しない。しかし、中間転写ベルトとの摩擦による損傷を防止するためにカラー用感光体も動作させる必要があり、画像形成に使用していないにも関わらずカラー用感光体の寿命を短くしてしまうという問題があった。
上述の問題は、感光体から直接転写紙等の記録媒体にトナー像を転写する画像形成装置の記録媒体搬送ベルトにも同様に発生するものである。
そこで、例えば特許文献１のように、偏心カムを利用して無端ベルト状のベルト部材（中間転写ベルト又は記録媒体搬送ベルト）を感光体に対して接触又は離間させる機構を有するベルト装置を備えた画像形成装置が知られている。

図７は、従来技術に係るベルト装置を含む画像形成装置要部の代表的な構成を示した概念的断面図である。
図示する中間転写ベルト装置２００は、ブラック（Ｂｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色トナー像を担持する４つのドラム状の感光体２０５、２０６（２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｙ）が並列に配置されたタンデム型の画像形成装置における中間転写ベルト装置であり、無端ベルト状の中間転写ベルト２１０と、中間転写ベルト２１０を張架する駆動ローラ２１２と従動ローラ２１３と、中間転写ベルト２１０の一面側に配置された各色感光体２０５、２０６に対して中間転写ベルト２１０を挟んで略対向配置された一次転写ローラ２１４、２１５（２１５Ｍ、２１５Ｃ、２１５Ｙ）と、一次転写ローラ２１４を揺動可能に支持するアーム２１６と、アーム２１６を介して一次転写ローラ２１４を中間転写ベルト２１０と当接する方向に弾性付勢する加圧バネ２１７と、一次転写ローラ２１５を支持するとともに中間転写ベルト２１０の他方の面と接触した位置と離間した位置との間で進退させるために揺動するアーム２１８（２１８Ｍ、２１８Ｃ、２１８Ｙ）と、各アーム２１８の後端部側に配置されて各アーム２１８を介して一次転写ローラ２１５を中間転写ベルト２１０の他面と当接する方向に弾性付勢する加圧バネ２２１（２２１Ｍ、２２１Ｃ、２２１Ｙ）と、一次転写ローラ２１５を中間転写ベルト２１０の他面から離間させるように揺動する揺動機構２３０と、を備える。

以下の説明においては、カラーを示すＭ、Ｃ、Ｙを省略した符号を用いる。
アーム２１８は、支軸２１９にて支持されており、支軸２１９を中心として一次転写ローラ２１５を中間転写ベルト２１０に対して接近又は離間するように揺動する。加圧バネ２２１の一方の端部は、アーム２１８の後端部側（アームフック部２２０）と当接しており、他端部側は中間転写ベルト装置２００のフレーム（不図示）に固定された加圧バネ受け面２２２にて支持されている。
揺動機構２３０は、アームフック部２２０を付勢して一次転写ローラ２１５を中間転写ベルト２１０に当接させる第一の位置と、中間転写ベルト２１０から離間させる第二の位置との間を進退移動するスライダ２３１と、スライダ２３１を駆動させる駆動装置２４０と偏心カム２４２と、を備える。
スライダ２３１は、アームフック部２２０を直接押圧するスライダフック部２３２と、偏心カム２４２のカム面と当接するカム受け面２３３とを有している。また、偏心カム２４２の回転中心と駆動装置２４０とは、駆動装置２４０の駆動力を伝達する伝達手段２４１にて連結されている。伝達手段２４１は、例えばギヤやプーリ等から構成されている。
駆動装置２４０の駆動により偏心カム２４２が回転し、カム面がカム受け面２３３に接触するとスライダ２３１の移動が始まり、スライダフック部２３２がアームフック部２２０に接触するとアーム２１８が支軸２１９を中心に回転し、一次転写ローラ２１５の離間が始まる。このとき、加圧バネ２２１はスライダ２３１の移動に伴い圧縮されていき、偏心カム２４２の回転を妨げる方向に負荷トルクを発生させ、離間完了時点で圧縮量は最大となる。

図８は、一次転写ローラの接離動作時における偏心カムのカム軸の回転トルクを示したトルク曲線図である。図９（ａ）乃至（ｄ）は、図７のＡ点乃至Ｄ点における偏心カムの回転量と各部材の位置関係を示す図である。図９においては、（ａ）にのみ代表的に符号を付し、（ｂ）乃至（ｄ）については符号を省略している。
なお、図中Ａ点は偏心カム２４２の下死点２４４とカム受け面２３３とが最も近接した状態である。またＣ点は、偏心カム２４２の上死点２４３とカム受け面２３３とが接触した状態である。
Ａ点からＢ点までは、一次転写ローラ２１５が中間転写ベルト２１０から離間する方向に移動しているが、中間転写ベルト２１０とは接触した状態にある。Ｂ点からＤ点までは、一次転写ローラ２１５が中間転写ベルト２１０と離間した状態であり、そのうちＢ点からＣ点までは一次転写ローラ２１５が中間転写ベルト２１０から離間する方向に移動し、Ｃ点からＤ点までは一次転写ローラ２１５が中間転写ベルト２１０に近接する方向に移動している。Ｄ点からＡ点までは、一次転写ローラ２１５が中間転写ベルト２１０に近接する方向に移動し、かつ中間転写ベルト２１０と接触した状態である。

カラー印刷時において一次転写ローラ２１５は、常に感光体２０６に近接する方向に加圧されており、一次転写ローラ２１５を中間転写ベルト２１０から離間させるためには加圧力より大きな力でスライダ２３１を動かす必要がある。
Ａ点からＢ点までは、偏心カム２４２がスライダ２３１から受ける力Ｆ（＝Ｆ２×ｒ）のため、偏心カム２４２の回転方向とは逆方向に軸トルクが発生して徐々に上昇していく。軸トルクはＢ点付近で最高となるため、大きな駆動トルクが必要で駆動装置２４０の小型化が難しかった。
Ｂ点からＣ点までは、徐々にトルクが下がり、Ｃ点付近ではトルクの変動が緩やかになる。Ｃ点からＤ点までは前記とは逆に加圧バネ２２１による加圧力でスライダ２３１が矢印Ｃ方向（当接方向）に押される。このとき、偏心カム２４２には、駆動装置２４０の回転トルク（駆動力）に加え、回転を加速させる力Ｆ（＝Ｆ２×ｒ）が加わることから、伝達手段２４１が持っているバックラッシュによりギヤやプーリの噛み合いが不安定となり、ギヤやプーリ同士の衝突音が発生する。また、偏心カム２４２の加速が最大（Ｄ点付近）となった後に、スライダ２３１と偏心カム２４２との衝突音、スライダ２３１とアームフック部２２０との衝突音、及び、一次転写ローラ２１５と中間転写ベルト２１０との衝突音も発生するため、中間転写ベルト装置２００を備えた画像形成装置の商品価値を大きく下げることになっていた。

Ｄ点からＡ点までは、スライダ２３１から受ける加圧力が徐々に弱まりＡ点付近では摩擦による回転負荷のみとなり伝達手段２４１のギヤやプーリの噛み合いが安定する。
特に図７に示すようないわゆるオフセット転写では、一次転写ローラ２１５の中間転写ベルト２１０からの退避量が大きいため、加圧バネ２２１の収縮量も大きく、スライダ２３１に働く力も大きくなる。従って、偏心カム２４２の回転方向とは逆の方向に働く軸トルクも大きくなり、大きな駆動トルクが必要となる。そのため、駆動装置２４０の小型化が難しかった。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、一次転写ローラが接離動作する際、一次転写ローラやベルト部材、揺動機構を構成する各部材の衝突音を低減し、さらに偏心カムの回転負荷トルク変動を抑え、偏心カムの駆動装置を小型化し、低コストで構成できるベルト装置と、これを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の張架部材によってエンドレスに張架されて走行するベルト部材と、前記ベルト部材の一方の走行領域の一面に沿って配置されて該ベルト部材の一面と接離する当接部材と、該ベルト部材を挟んで該当接部材と対向配置された対向部材と、該対向部材を支持し且つ該対向部材を前記ベルト部材の他面と接触した位置と離間した位置との間で進退させるために揺動する揺動部材と、該揺動部材の被作用部を当接方向に付勢したときに前記対向部材を前記ベルト部材の他面に当接させる一方で離間方向に付勢したときに前記対向部材を前記ベルト部材の他面から離間させる揺動機構と、を備えたベルト装置であって、前記揺動機構は、前記揺動部材の被作用部を前記当接方向へ付勢する第一の位置と前記離間方向へ付勢する第二の位置との間を進退する作動部材と、前記作動部材を進退させる駆動機構と、該作動部材が進退する際の駆動力を前記揺動部材の被作用部に伝達する弾性部材と、を備え、前記弾性部材を伸縮自在に保持するとともに、前記揺動部材と前記作動部材とを接続する接続部材を備え、前記揺動部材は中間部に設けた軸支部によって、円弧状の軌跡を描きつつ揺動するように支持されており、前記揺動部材の被作用部と前記接続部材は長円形状の受け穴によって、前記軸支部を中心とした前記揺動部材の揺動が可能となるように接続されているベルト装置を特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記弾性部材は、前記作動部材の進退方向と同一の方向に進退する請求項１記載のベルト装置を特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記長円形状の受け穴は、前記揺動部材の被作用部に形成されている請求項１又は２記載のベルト装置を特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一項記載のベルト装置を用いた画像形成装置用の転写ベルト装置であって、前記当接部材が像担持体であり、前記対向部材が転写部材であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記ベルト部材が中間転写ベルトである請求項４記載の転写ベルト装置を特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記ベルト部材が記録媒体搬送ベルトである請求項４記載の転写ベルト装置を特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６の何れか一項記載の転写ベルト装置を備えた画像形成装置を特徴とする。

本発明によれば、作動部材が進退する際の駆動力が弾性部材を介して揺動部材の被作用部に伝達されるので、加圧部材から可動部材に対して働く反力が抑制され、偏心カムの回転負荷トルク変動が小さくなり、衝突音の低減、接離機構の小型化、低コスト化を図ることができる。

本発明の第一の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を示す概略断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した中間転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した中間転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。 一次転写ローラの接離動作時における偏心カムのカム軸の回転トルクを示したトルク曲線図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、図４のＡ点乃至Ｄ点における偏心カムの回転量と各部材の位置関係を示す図である。 本発明の第二の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した記録媒体ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。 従来技術に係るベルト装置を含む画像形成装置要部の代表的な構成を示した概念的断面図である。 一次転写ローラの接離動作時における偏心カムのカム軸の回転トルクを示したトルク曲線図である。 （ａ）乃至（ｄ）は、図７のＡ点乃至Ｄ点における偏心カムの回転量と各部材の位置関係を示す図である。

〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態に係るベルト装置（中間転写ベルト装置）及びこれを備えた画像形成装置について説明する。まず、画像形成装置の基本的構成及びその動作について説明し、その後、本発明に係る中間転写ベルト装置について詳述する。
＜画像形成装置＞
図１は本発明の第一の実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を示す概略断面図である。
この画像形成装置は、一般的なタンデム方式のカラー画像形成装置であり、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各プロセスカートリッジ１０２（１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｂｋ）は、画像形成装置本体１００に着脱自在に装着されており、また画像形成装置本体１００内には、露光装置１０３、中間転写ユニット（中間転写ベルト装置１）、給紙トレイ１０４、定着装置１１０などが配設されている。

具体的には、この画像形成装置においては、４つのプロセスカートリッジ１０２が並列に配置されている。各プロセスカートリッジ１０２は、夫々像担持体であるドラム状の感光体５、６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ：当接部材）を備えている。図中、プロセスカートリッジ１０２の上方には感光体５、６を露光する露光装置１０３が配設されている。露光装置１０３はＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）により感光体５、６の表面に、不図示の読み取り部にて読み取った読み取り画像や、不図示のＰＣ等、外部より送られた画像信号に応じた潜像を形成する。
画像形成装置本体１００の最下部にはトナー画像が転写される転写紙Ｐ（記録媒体）を収容する給紙トレイ１０４が配置され、転写紙Ｐの搬送方向下流に向けて給紙トレイ１０４から転写紙Ｐを給送する給紙ローラ１０５、レジストローラ対１０７、転写紙Ｐにトナー像を転写する二次転写ローラ１０９、トナー像を転写紙Ｐに定着させる定着装置１１０及び画像形成装置本体１００外部に排出された転写紙Ｐを載置する排紙トレイ１０６を備えている。

図示する画像形成装置は中間転写方式の画像形成装置であり、中間転写ユニットとして、感光体５、６に担持されたトナー像が一次転写されるとともに、二次転写ローラ１０９に向けてトナー像を担持搬送する無端ベルト状の中間転写ベルト１０を備えている。また、二次転写後に中間転写ベルト１０上に残留した廃トナーを清掃する中間転写ベルトクリーニング装置１２２、及び廃トナーを回収する廃トナーボトル１２６等を備えている。
ベルトクリーニング装置１２２は、中間転写ベルト１０に当接するクリーニングブレード１２３と、クリーニングブレード１２３によって掻き落とされた廃トナーを運搬するスクリュ１２４と、を備えている。

プロセスカートリッジ１０２が画像形成装置本体１００の所定の位置にセットされ、プロセスカートリッジ１０２内でトナー像が作像され、被転写部材である中間転写ベルト１０に一次転写される。作像、転写工程と移行すると、給紙トレイ１０４に保持されている転写紙Ｐは給紙ローラ１０５によってレジストローラ対１０７まで搬送され、その転写紙Ｐの先端が中間転写ベルト１０に形成されたトナー像の先端と二次転写ローラ１０９の位置で一致するようレジストローラ対１０７によって調整され、転写紙Ｐにトナー像が二次転写される。その後、転写紙Ｐは定着装置１１０のローラ間へ搬送され、熱と圧力によりトナー像が融着され、機外の排紙トレイ１０６に排紙される。
二次転写後に転写紙Ｐに転写されずに中間転写ベルト１０上に残った廃トナーは、クリーニングブレード１２３によって掻き落とされ、スクリュ１２４によってその軸方向、すなわち、中間転写ベルトクリーニング装置１２２の一方の端部側に運ばれる。廃トナーは、連結部材であるジョイント部１２５を通過し、廃トナー収容体である廃トナーボトル１２６内に回収される。同時に、回収される廃トナーを無駄なく廃トナーボトル１２６内に満たすために、廃トナーボトル１２６内の廃トナーを攪拌する攪拌板１２７を揺動させる。攪拌板１２７は、廃トナーボトル１２６内部から外部に貫通する攪拌シャフト１２８と接し、攪拌シャフト１２８端部に組みつけられる攪拌ギヤ１２９と画像形成装置本体１００に設置される本体ギヤ１３０と噛み合うことで、揺動時の動力を得ている。

図２は、本発明の第一の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した中間転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。
本実施形態に係る中間転写ベルト装置１（ベルト装置）は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３（張架部材）によってエンドレスに張架された中間転写ベルト１０（ベルト部材）を備えている。感光体５、６（当接部材、像担持体）は、中間転写ベルト１０の一方の走行領域の一面に沿って配置され、中間転写ベルト１０を間に挟んで感光体５、６と対向する位置（中間転写ベルト１０の他面側）に転写部材としての一次転写ローラ１４、一次転写ローラ１５（１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｙ：対向部材）が夫々配置されている。
間転写ベルト１０は、図示しない駆動装置により駆動ローラ１２を回転させることで図中の矢印Ａ方向に回転駆動される。転写部材としての一次転写ローラ１４、１５は、夫々アーム１６、１８（１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｙ：揺動部材）により揺動可能に軸支されている。すなわちアーム１６は、一端部側にて一次転写ローラ１４を保持し、他端部側の支軸１６ａにて揺動可能に支持されており、一次転写ローラ１４側に配置された加圧バネ１７により、一次転写ローラ１４を感光体５に近接させる方向に付勢されている。他方、アーム１８は、一端部側にて一次転写ローラ１５を保持し、アーム１８の中間部に設けられた支軸１９（１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｙ）により揺動可能に軸支されており、後端部側（アーム１８の受け穴２０側）に配置された加圧バネ５１により、一次転写ローラ１５を感光体６に近接させる方向に付勢されている。

感光体５はブラック（Ｂｋ）の画像形成用であり、感光体６はカラー（Ｙ、Ｃ、Ｍ）の画像形成用であり、これらブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の色の組み合わせにより単色あるいはカラー画像を形成する。
各感光体５、６の周りには、周知の電子写真プロセスにて用いられる帯電手段、現像手段、クリーニング手段等が時計回り方向に設けられている（符号による図示省略）。帯電手段は、感光体５、６の表面を一様に帯電する。現像手段は、感光体５、６上の潜像に対してトナー等の粉体を付着させてトナー像（顕像）を形成する。そして、感光体５、６上のトナー像が中間転写ベルト１０に一次転写され、転写後に感光体５、６に残留した転写残トナーは図示しないクリーニング手段によって回収され廃棄される。なお、感光体５、６上にクリーニング手段を設けず、現像手段によって転写残トナーを回収するクリーナレス方式もあり、本発明は種々公知のクリーニング手段を採用できる。
なお本実施形態では、一次転写ローラ１４、１５に図示しないバイアス印加手段によりバイアスを印加して静電的に一次転写している。一次転写方式としては、図示の転写ローラを用いたものに限定されず、磁気ブラシを利用した転写方式のものであってもよい。

そして、感光体５、６から順次一次転写された各色トナー像は中間転写ベルト１０上で重ねられ、カラートナー像が形成される。中間転写ベルト１０を挟んで駆動ローラ１２と対向する位置には二次転写ローラ１０９が配置されており、中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１０９との間（二次転写部）には図示しない給紙搬送手段から搬送されてくる転写紙Ｐ等の記録媒体が通過するようになっている。この転写紙Ｐの通過のタイミングに合わせて、中間転写ベルト１０上で重ねられたカラートナー像を、駆動ローラ１２と二次転写ローラ１０９との間の位置まで担持搬送し、一括して転写紙Ｐに二次転写する。
なお、駆動ローラ１２にバイアス印加手段によりトナーの帯電極性と同極性のバイアスを印加して静電的に二次転写（斥力転写）してもよいし、二次転写ローラ１０９にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加して二次転写（引力転写）してもよい。
二次転写された後は、転写紙Ｐは定着装置１１０（図１参照）を通過して、トナーを定着され、最終画像が形成される。ただし、二次転写部で熱を加えて転写同時定着としてもよい。

＜中間転写ベルト装置＞
本発明の第一の実施形態に係るベルト装置（中間転写ベルト装置）について、図２、及び図３に基づいて説明する。図３は、本発明の第一の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した中間転写ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。なお、以下の説明においては、適宜カラーを示す符号（Ｂｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ）を省略して説明する。
図２においては、感光体６及び一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０に当接した状態を示しており、図３においては、感光体６及び一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０から離間した状態を示している。つまり、中間転写ベルト装置１は、感光体６及び一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０に対して当接した状態（図２）又は離間した状態（図３）との間を変位するように構成されている。そして、本実施形態に係る中間転写ベルト装置は、加圧バネ５１を介してアーム１８を押圧するように構成した点に特徴がある。

図示するように、中間転写ベルト装置１は、アーム１８の後端部側に配置された長円形状の受け穴２０（被作用部）を介してアーム１８を押圧したときに、一次転写ローラ１５を中間転写ベルト１０に当接させる一方で、押圧を解除したときに、一次転写ローラ１５を中間転写ベルト１０から離間させる揺動機構３０を備えている。
揺動機構３０は、アーム１８の後端部側を矢印Ｃ方向（当接方向）へ付勢する第一の位置（図２の位置）と、矢印Ｂ方向（離間方向）へ付勢する第二の位置（図３の位置）との間を進退移動するスライダ３１（作動部材）と、スライダ３１を進退移動させる駆動源となる駆動装置４０と、駆動装置４０からの駆動力（回転力）を進退往復運動に変換する偏心カム４２（駆動機構）と、スライダ３１が進退する際の駆動力をアーム１８の後端部側に伝達する加圧バネ５１（弾性部材）と、を備える。
スライダ３１は、加圧バネ５１の座面を有するとともに、加圧バネ５１を介してアーム１８の後端部側を押圧するスライダフック部３２と、偏心カム４２を挟んで対向配置されるとともに、偏心カム４２のカム面と当接するカム受け面３３、３４と、を備える。

駆動装置４０は、例えば駆動モータであり、駆動装置４０の駆動力はギヤやプーリ等から構成された伝達手段４１によって偏心カム４２に伝えられる。偏心カム４２は、駆動装置４０の駆動力によって回転する。
加圧バネ５１は、接続部材５２内に伸縮自在に保持された状態にてアーム１８の後端部側に配置されている。加圧バネ５１のアーム１８側（一端部側）は接続部材５２の座面５２ａに支持され、他端部側はスライダフック部３２の座面に支持されている。接続部材５２は、受け穴２０に係合する支点ピン５３を一方の端部側に備え、他方の端部側に、スライダ３１が第二の位置にあるときにスライダフック部３２と当接する受け面５４を備える。

図示するように、アーム１８に隣接して接続部材５２とスライダ３１が配置され、接続部材５２とスライダ３１は同じ方向に移動可能となっている。つまり、接続部材５２と接続部材５２内に収容された加圧バネ５１は、スライダ３１の進退移動方向と同一の方向に移動する。特に、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０から離間した状態にあっては、接続部材５２と加圧バネ５１の移動量が、スライダ３１の移動量と等しくなる。
接続部材５２の支点ピン５３は、アーム１８の受け穴２０によって回動可能に支持されており、スライダ３１のスライダフック部３２のアーム１８側の端面（バネ座面）と接続部材５２との間に配置された加圧バネ５１によりアーム１８が加圧されている。スライダ３１のスライダフック部３２を間に挟んで加圧バネ５１と対向する位置には接続部材５２の受け面５４が設けられており、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０に当接した状態（図２の状態）のとき、受け面５４はスライダフック部３２と離間した状態にある。又、スライダ３１には、偏心カム４２を挟む様にカム受け面３３、３４が設けられており、スライダ３１は、偏心カム４２をギヤやプーリなどの伝達手段４１により接続された駆動装置４０を一方向に回転させることで矢印Ｂ方向又は矢印Ｃ方向に往復動作する。

図２に示す状態から偏心カム４２を回転させると、スライダ３１は、加圧バネ５１により押圧されつつ矢印Ｂ方向に移動する。更に偏心カム４２を回転させると、カム受け面３３に偏心カム４２が接触し、スライダ３１が矢印Ｂ方向へ移動する。また、スライダ３１の移動と連動して接続部材５２も矢印Ｂ方向に移動するため、アーム１８が支軸１９を中心に回転し、一次転写ローラ１５が感光体６と反対方向に、即ち中間転写ベルト１０から離間する方向へ移動する。偏心カム４２の上死点４３がスライダ３１のカム受け面３３と接する位置に来たときに偏心カム４２の回転を停止させ、中間転写ベルト１０と感光体６の離間が完了する（図３に示す状態）。
逆に、離間状態（図３に示す状態）から偏心カム４２を回転させると、カム受け面３４に偏心カム４２が接触し、スライダ３１が矢印Ｃ方向へ移動する。合わせて接続部材５２も矢印Ｃ方向に移動するので、アーム１８が回動し、一次転写ローラ１５を感光体６に近接させる方向に移動させ、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０と当接した位置で静止する。更に偏心カム４２を回転させると、スライダフック部３２と受け面５４が離れ、加圧バネ５１によりスライダ３１には偏心カム４２を押し戻そうとする力が、アーム１８には一次転写ローラ１５を感光体６に近接させる方向への付勢力が働く。偏心カム４２の上死点４３がスライダ３１のカム受け面３４と接する位置に来たときに偏心カム４２の回転を停止させ、中間転写ベルト１０と感光体６の当接が完了する（図２に示す状態）。

また、本実施形態においては、図２、図３の各図からわかるように、感光体６の回転中心を通り、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に掛け回されただけの状態の中間転写ベルト１０が形成する走行面に下ろした垂線と、一次転写ローラ１５の中心を通り、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に掛け回されただけの状態の中間転写ベルト１０が形成する走行面に下ろした垂線とがずれている。そして、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０を押し上げて、感光体６の表面の一部に中間転写ベルト１０を巻きつけ得るように構成されている。
言い換えれば、感光体６に対し、一次転写ローラ１５の位置が中間転写ベルト１０の走行方向にずれている。そして、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０を押し上げて、感光体６の表面の一部に巻きつけ得るように構成されている。そして、当接状態のときの感光体６に対する一次転写ローラ１５のそれぞれの位置は固定されており、感光体６に対し付勢されていない。
このような構成、いわゆるオフセット転写方式では、一次転写ローラ１５の接離動作時の移動量が多くなるので、偏心カム４２の偏心量を大きくする必要がある。偏心カム４２の偏心量が大きいと、偏心カム４２とスライダ３１との摩擦力が大きくなるので、カム軸の回転トルクが大きくなりやすいという問題がある。
本発明の揺動機構を備えたベルト装置では、後述するようにカム軸の回転トルクを小さくすることができる。即ち、いわゆるオフセット転写方式のベルト装置に本発明を適用した場合に、本発明の効果がより発揮できやすくなると考えられる。

ここで、偏心カムのカム軸の回転トルクについて説明する。
図４は、一次転写ローラの接離動作時における偏心カムのカム軸の回転トルクを示したトルク曲線図である。図５（ａ）乃至（ｄ）は、図４のＡ点乃至Ｄ点における偏心カムの回転量と各部材の位置関係を示す図である。図５においては、（ａ）にのみ代表的に符号を付し、（ｂ）乃至（ｄ）については符号を省略している。
Ａ点からＢ点までは偏心カム４２の回転トルクに加え、加圧バネ５１による加圧力Ｆ３が加わるため、伝達手段４１のギヤやプーリの噛み合いが従来技術と同様に不安定となるが、加圧バネ５１の圧縮量が従来技術に比べ大幅に小さいため、衝突音のレベルは極小さいものにすることが出来る。
Ｂ点に至るとスライダフック部３２と受け面５４が当接し、スライダフック部３２を間に挟みつつ座面５２ａと受け面５４との間で加圧バネ５１が突っ張る形となり、スライダ３１及びアーム１８に対する加圧力Ｆ３はゼロとなるため、Ｂ点からＣ点までは、偏心カム４２には駆動系（駆動装置４０及び伝達手段４１）の負荷トルクに加え、スライダ３１以下の部材（スライダ３１から一次転写ローラ１５までを接続している各部材）の重量、及び摩擦力による負荷トルクの合力が加わり、偏心カム４２を加速させる方向の力が働くが、Ａ点からＢ点までの加圧力と比較すると大幅に小さい加圧力のため衝突音も更に小さくなる。

Ｃ点からＤ点までは、Ｂ点からＣ点の逆であり、偏心カム４２の回転方向と逆の負荷トルクが加わり、Ｄ点から当接状態のＡ点までは、それに加え加圧バネ５１によりスライダ３１が押されることによる、偏心カム４２の回転方向と逆の負荷トルクが加わることになるが、アーム１８への付勢力を与えるためのスライダ３１の移動量は従来技術に比べると小さくすることが出来るため、駆動に必要な駆動トルクを従来技術より小さくすることが可能となり、駆動装置４０及び伝達手段４１を小型化することが出来る。
又、スライダ３１のスライダフック部３２が加圧バネ５１の座面とアーム１８を回動させるためのフック部を兼用するため、接離機構を小型化することが出来る。
即ち本発明の転写ベルト装置においては、スライダフック部３２が加圧バネ５１の座面とアーム１８を回動させるためのフック部を兼用し、スライダフック部３２、スライダ３１、加圧バネ５１が接離動作時に一緒に移動することから、スライダ３１の移動に伴う加圧バネ５１の圧縮は当接時の加圧のみとなり、偏心カム４２のカム軸に対する負荷トルクの増減が小さくなり、駆動装置４０に必要な回転トルクの低減及び一次転写ローラ１５の離間／当接動作に伴う衝突音を小さくできる。又、スライダフック部３２が加圧バネ５１の座面とアーム１８を回動させるためのフック部を兼用することで接離機構の小型化が可能となる。
これにより、従来技術に比べて駆動装置４０の小型化が可能となり、装置のコストアップ、スペースの拡大を最小に抑えることが出来ると共に、接離動作時の不快な音を抑えることが出来る。

なお、本実施形態においては、加圧バネ５１をアーム１８に直接作用させないで、接続部材５２を介して作用させている。
仮に、アーム１８に直接加圧バネ５１の加圧力を作用させる場合、アーム１８の後端部にバネ受け面を設ける必要がある。バネ受け面は基本的には平面にて構成するため、アーム１８の回転に伴ってアーム１８に設けられたバネ受け面が傾くと、加圧バネ５１が座屈する。そのため、加圧バネ５１を座屈させるためのスペースが必要となる。
本実施形態においては、接続部材５２を介在させることにより、加圧バネ５１が座屈することなく収縮し、その分、揺動機構３０の省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態においては、アーム１８に形成された受け穴２０に接続部材５２の支点ピン５３を係合させているため、一次転写ローラ１５の中間転写ベルト１０に対する当接及び離間動作時の双方において、接続部材５２からアーム１８に力を作用させることができる。
仮に、アーム１８と接続部材５２とを係合させていない場合には、一次転写ローラ１５の当接方向への移動の際には接続部材５２からの力が作用するが、離間方向への移動の際には接続部材５２からの力が作用しないこととなる。そして、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０から離間したときにアーム１８が接続部材５２から離間し、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０に接触するときにアーム１８が接続部材５２と接触して衝突音を発生させる可能性がある。衝突音により、中間転写ベルト装置及びこれを備えた画像形成装置の商品価値を低下させてしまう虞がある。
本実施形態においては、アーム１８と接続部材５２が係合しているため、一次転写ローラ１５の接離動作時に衝突音が発生することなく、商品価値を高めることができる。
また、本実施形態においては、受け穴２０が長円形状であるので、アーム１８の後端部が支軸１９を中心として円弧状の軌跡を描きつつ移動しても、接続部材５２が図中上下方向に移動することがなく、従って一次転写ローラ１５を安定して揺動させることができる。

さらに、本実施形態に係るスライダ３１においては、偏心カム４２を間に挟んで対向する位置に、カム受け面３３とカム受け面３４とを配置している。
仮に、カム受け面３４のみを備える構成とした場合には、偏心カム４２からの駆動力が図中矢印Ｃ方向のみに作用することとなる。この場合、一次転写ローラ１５が中間転写ベルト１０から離間した状態にあるときには、偏心カム４２とカム受け面３４が離れ、偏心カム４２からの駆動力が再度カム受け面３４に作用する際に偏心カム４２がカム受け面３４に衝突して衝突音を発生させる可能性がある。
逆に、カム受け面３３のみを備える構成とした場合、一次転写ローラ１５を中間転写ベルト１０に当接させる方向への付勢力が必要となる。また、一次転写ローラ１５を中間転写ベルト１０から離間させる際には、上記付勢力に逆らって離間させる必要があるため、偏心カム４２の回転トルクが大きくなるという問題がある。
本実施形態に係るスライダ３１においては、２つのカム受け面３３、３４を備えて夫々のカム受け面に役割を分担させることで、上記問題を解決している。
なお本実施形態においては、一次転写ローラ１５の接離動作により、中間転写ベルト１０が感光体６に対して離間又は当接する構成としたが、感光体６が移動して中間転写ベルト１０に対して離間又は当接するように構成してもよい。

〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態に係るベルト装置について、図６に基づいて説明する。図６は、本発明の第二の実施形態に係るベルト装置を用いて構成した記録媒体ベルト装置と、これを用いた画像形成装置の要部の代表的な構成を示す概念的断面図である。本実施形態においては、本発明に係るベルト装置を記録媒体搬送ベルト装置に適用した点に特徴がある。以下、第一の実施形態と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略する。
第一の実施形態においては、本発明に係るベルト装置を中間転写ベルト装置に適用した中間転写タンデム型の画像形成装置について説明したが、直接転写タンデム型の画像形成装置に適用してもよい。ここで、直接転写型の画像形成装置とは、感光体が担持するトナー像を直接転写紙等の転写材に転写する画像形成装置のことである。
本実施形態に係る記録媒体搬送ベルト装置２（ベルト装置）は、駆動ローラ１２と従動ローラ１３（張架部材）によって張架された記録媒体搬送ベルト１１（ベルト部材）を備えている。感光体５、６（当接部材）は、記録媒体搬送ベルト１１の一方の走行領域の一面に沿って配置され、記録媒体搬送ベルト１１を間に挟んで感光体５、６と対向する位置に転写ローラ６１、転写ローラ６２（対向部材）が夫々配置されている。転写紙Ｐは、記録媒体搬送ベルト１１の走行領域上を感光体５、６にニップされつつ搬送され、感光体５、６に担持されたトナー像が順次転写される。

なお、図６においては、転写ローラ６１、６２の回転中心の位置が、感光体５、６の回転中心の真下となるように配置している。言い換えれば、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に掛け回されただけの記録媒体搬送ベルト１１の走行領域の一面に向けて感光体５、６の回転中心から降ろした垂線上に、転写ローラ６１、６２の回転中心が来るように、転写ローラ６１、６２が配置されている。しかし、第一の実施形態と同様に、感光体５、６表面の一部に記録媒体搬送ベルト１１を巻き付けるように転写ローラ６１、６２を配置した、いわゆるオフセット転写方式としてもよい。
なお本実施形態においては、転写ローラ６２の接離動作により、記録媒体搬送ベルト１１が感光体６に対して離間又は当接する構成としたが、感光体６が移動して記録媒体搬送ベルト１１に対して離間又は当接するように構成してもよい。
以上のように、本実施形態によれば、直接転写タンデム方式の画像形成装置においても、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１…中間転写ベルト装置、２…記録媒体搬送ベルト装置、５、６…感光体、７…加圧バネ、１０…中間転写ベルト、１１…記録媒体搬送ベルト、１２…駆動ローラ、１３…従動ローラ、１４、１５…一次転写ローラ、１６…アーム、１６ａ…支軸、１７…加圧バネ、１８…アーム、１９…支軸、２０…受け穴、３０…揺動機構、３１…スライダ、３２…スライダフック部、３３、３４…カム受け面、４０…駆動装置、４１…伝達手段、４２…偏心カム、４３…上死点、４４…下死点、５１…加圧バネ、５２…接続部材、５３…支点ピン、５４…受け面、６１、６２…転写ローラ、１００…画像形成装置本体、１０２…プロセスカートリッジ、１０３…露光装置、１０４…給紙トレイ、１０５…給紙ローラ、１０６…排紙トレイ、１０７…レジストローラ対、１０９…二次転写ローラ、１１０…定着装置、１２２…ベルトクリーニング装置、１２２…中間転写ベルトクリーニング装置、１２３…クリーニングブレード、１２４…スクリュ、１２５…ジョイント部、１２６…廃トナーボトル、１２７…攪拌板、１２８…攪拌シャフト、１２９…攪拌ギヤ、１３０…本体ギヤ。

特許３９６８２３８号 特開２００１−３３７４９７公報

Claims (7)

1. 複数の張架部材によってエンドレスに張架されて走行するベルト部材と、前記ベルト部材の一方の走行領域の一面に沿って配置されて該ベルト部材の一面と接離する当接部材と、該ベルト部材を挟んで該当接部材と対向配置された対向部材と、該対向部材を支持し且つ該対向部材を前記ベルト部材の他面と接触した位置と離間した位置との間で進退させるために揺動する揺動部材と、該揺動部材の被作用部を当接方向に付勢したときに前記対向部材を前記ベルト部材の他面に当接させる一方で離間方向に付勢したときに前記対向部材を前記ベルト部材の他面から離間させる揺動機構と、を備えたベルト装置であって、
   前記揺動機構は、前記揺動部材の被作用部を前記当接方向へ付勢する第一の位置と前記離間方向へ付勢する第二の位置との間を進退する作動部材と、前記作動部材を進退させる駆動機構と、該作動部材が進退する際の駆動力を前記揺動部材の被作用部に伝達する弾性部材と、を備え、
   前記弾性部材を伸縮自在に保持するとともに、前記揺動部材と前記作動部材とを接続する接続部材を備え、
   前記揺動部材は中間部に設けた軸支部によって、円弧状の軌跡を描きつつ揺動するように支持されており、
   前記揺動部材の被作用部と前記接続部材は長円形状の受け穴によって、前記軸支部を中心とした前記揺動部材の揺動が可能となるように接続されていることを特徴とするベルト装置。
2. 前記弾性部材は、前記作動部材の進退方向と同一の方向に進退することを特徴とする請求項１記載のベルト装置。
3. 前記長円形状の受け穴は、前記揺動部材の被作用部に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のベルト装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項記載のベルト装置を用いた画像形成装置用の転写ベルト装置であって、前記当接部材が像担持体であり、前記対向部材が転写部材であることを特徴とする転写ベルト装置。
5. 前記ベルト部材が中間転写ベルトであることを特徴とする請求項４記載の転写ベルト装置。
6. 前記ベルト部材が記録媒体搬送ベルトであることを特徴とする請求項４記載の転写ベルト装置。
7. 請求項４乃至６の何れか一項記載の転写ベルト装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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