JP6644507B2 - ベルト周回装置、転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

ベルト周回装置、転写装置及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、無端ベルトの周回装置、例えば転写ベルトの蛇行を補正する転写装置及び画像形成装置に関する。
従来、転写ベルトを介して記録紙にトナー画像を転写する画像形成装置が提案されている(例えば特許文献1)。転写ベルトは、互いに並設された複数のローラ間に張架され、ローラの回転に伴って周回動作を行い、この周回動作によってトナー画像の転写を行う。しかし、ローラを回転支持する各部材、ローラ自体等の経時変化等によってローラ間の平行性にずれが生じると、転写ベルトがローラ軸(スラスト)方向に変移、すなわち蛇行し、転写ベルトの破損や画像品質の低下を招く。特許文献1では、蛇行した転写ベルトを元の位置に戻すための蛇行補正技術が記載されている。すなわち、蛇行補正技術は、ローラの軸方向端部に設けられ、蛇行した転写ベルトの側端縁の押圧を受けて軸方向に移動するベルト突当部と、ベルト突当部の移動に応じて軸方向に移動する、傾斜面を有する軸変位部と、この傾斜面に対向して、径方向外側に固定設置された軸ガイド部と、軸変位部の傾斜面と軸ガイド部との当接から受ける反力によってローラの軸を傾斜面の反対方向に傾倒する構成を備えている。この構成によれば、転写ベルトが蛇行すると傾斜面が軸ガイド部との当接位置を変更し、すなわちローラの軸が傾倒し、この結果、転写ベルトが蛇行方向とは逆方向に戻る力を受けて蛇行が補正される。
特開2014−10429号公報
しかしながら、特許文献1の蛇行補正技術には、以下の問題がある。特許文献1の構成を簡略した図6(b)を用いて説明する。ローラ201の回転によって周回する転写ベルト202に左方への蛇行が発生したとすると、軸変位部203が左方へ移動し、傾斜面204が軸ガイド部205と当接して、その反力を受けてローラ201はその軸を径方向の下方に傾倒する。そのため軸ガイド部205と傾斜面204との当接位置がローラ201の軸の径方向に変位する。例えば、蛇行量が小さい状態では、図に示すように、反力F1はローラ201の軸の近くP1で発生し、ローラ201は反力F1の方向からの荷重を受ける。一方、蛇行量が大きい状態では、図では示されていないが、実際にはローラ201の軸はより下方に傾倒させられており、従って反力F2はローラ201の軸からより離れた位置P2で発生し、ローラ201は反力F2の方向からの荷重を受ける。このように、ローラ201は、蛇行量の大小に応じて荷重を受ける方向が異なるため、蛇行状態の下では、スムーズな回転を損なう可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、無端ベルトの蛇行量の大小に関わらず回転軸の傾倒時に蛇行補正ローラが受ける荷重の方向を常に一定にして、蛇行補正ローラの回転動作を安定させるベルト周回装置、転写装置及び画像形成装置を提供するものである。
本発明は、無端ベルトを張架する複数のローラの内の1つである、固定側フレームとの間に軸支された蛇行補正ローラを備えたベルト周回装置において、前記固定側フレームに設けられ、前記蛇行補正ローラの回転軸を一方向に傾倒可能に支持する支持部と、前記蛇行補正ローラの回転軸上に設けられ、蛇行を生じた前記無端ベルトの端縁に当接して軸方向に移動するカラー部材と、前記固定側フレームに支持され、前記カラー部材の一部が当接する位置に、前記一方向を向き、かつ前記回転軸に対して傾斜する傾斜面を有する当接部材とを備えたものである。
本発明によれば、無端ベルトに蛇行が生じると、無端ベルトの端縁がカラー部材を押圧し、その押圧力によってカラー部材は回転軸方向に移動する。カラー部材は、所定の一部で当接部材の傾斜面と当接している。そして、カラー部材が回転軸方向に移動すると、その移動量に応じて、カラー部材の所定の一部が当接部材の傾斜面上を摺動し、摺動量に応じて蛇行補正ローラが前記一方向に傾倒する。蛇行補正ローラが前記一方向に傾倒すると、傾倒量(角度)に応じて転写ベルトに元の位置に戻る力が作用し、蛇行が補正(矯正)される。従って、蛇行量の大小に関わらず回転軸の傾倒時に蛇行補正ローラが受ける荷重の方向が常に一定となるため、蛇行補正ローラの回転動作が安定する。また、転写ベルトに掛かる負担が軽減し、長寿命化が実現される。
また、前記カラー部材は、前記回転軸上で互いに隣接して配置され、前記無端ベルトと当接する第1のカラー部材と、前記当接部材と当接する第2のカラー部材とを含み、前記第2のカラー部材は、前記回転軸に対して回転規制されていることを特徴とする。この構成によれば、回転静止状態の第2のカラー部材が当接部材と当接するようにしたので、蛇行補正ローラの傾きが安定し、また当接部材との間の回転摩擦が軽減されて当接部材の長寿命化が図れる。
また、前記第1、第2のカラー部材の間に低摩擦材を介設することを特徴とする。この構成によれば、第1のカラー部材と第2のカラー部材との間の回転が低摩擦で行われる。
また、前記当接部材は、前記傾斜面の上端に水平面を有し、前記カラー部材は、蛇行のない状態で前記水平面に当接していることを特徴とする。この構成によれば、蛇行が発生していない状態で水平面と当接するようにしたので、蛇行補正ローラの基準姿勢が設定できる。
また、前記カラー部材及び前記当接部材の少なくとも一方に、前記カラー部材の移動範囲を規制する規制部を設けたことを特徴とする。この構成によれば、過大な蛇行を規制することが可能となる。
また、前記蛇行補正ローラとその回転軸とが一体回転することを特徴とする。この構成によれば、回転軸を常に回転するようにしたので、カラー部材の移動開始が、回転軸との間で動摩擦係数に対するものとなるため、回転しない場合の静摩擦係数の場合に比して低レベルにでき、その分、移動開始動作がスムーズになる。
また、前記ベルト周回装置の無端ベルトを、トナー画像が転写される転写ベルトとする転写装置に適用することで、転写品質が向上する。
また、転写ベルトの移動が強制される転写装置を備えた画像形成装置が提供される。
本発明によれば、無端ベルトの蛇行の発生時に蛇行補正ローラの回転動作を安定に維持しながら、蛇行を補正(矯正)できる。
本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す側面断面図である。 転写ベルトを省略した、中間転写部の内部の部材の配置を理解するための参考斜視図である。 蛇行補正機構を説明する中間転写ローラの端部の部分拡大正面図である。 図3に対応する部分の一部を斜め正面から見た図である。 蛇行補正機構の部分斜視図で、(a)は左端部の図、(b)は右端部の図、(c)は軸受支持部を説明する図である。 蛇行補正動作を説明するための簡略構成図で、(a)は本発明における動作を説明する図、(b)は従来技術における動作を説明する図である。
図1に示すように、画像形成装置は、本体筐体に、画像形成部10、中間転写部20、二次転写部30、定着部40、給紙部50、用紙搬送路60、原稿画像を読み取る読取部70及び自動原稿搬送装置80を搭載している。画像形成装置は、原稿から読み取った画像データ、図外の情報処理装置から受信した画像データの記録紙上への印字を行う。
画像形成部10は、レーザ走査ユニット1及びそれぞれ同様な構造を有する各色の画像形成部10A〜10Dを備えている。レーザ走査ユニット1は、筐体を有し、その内部に色毎にレーザ素子、レーザ光走査用のポリゴンミラー等の光学部品が配置されている。レーザ走査ユニット1は、変換後の各色の画像データに対応して変調されたレーザ光で画像形成部10A〜10Dの感光体ドラム2A〜2Dの表面を軸方向(主走査方向)に沿って露光走査して、それぞれの静電潜像を形成する。代表して説明する画像形成部10Aは、感光体ドラム2Aを備え、その周囲に回転方向(副走査方向)に沿って帯電器3A、現像器4A及びクリーナ部5Aを備えている。
中間転写部20は、中間転写ベルト21、駆動ローラ22、従動ローラ23、一次転写ローラ24A〜24Dを備え、感光体ドラム2A〜2Dの周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト21の表面に一次転写する。二次転写部30は、中間転写ベルト21の表面のトナー像を記録紙へ二次転写する。定着部40は、記録紙に転写されたトナー像を加熱して定着し、排紙トレイに排出する。給紙部50は、給紙カセットや手差しトレイを備えており、選択された記録紙を、対応する給紙カセットから用紙搬送路60に給紙する。
図2において、中間転写部20は、転写ベルト21の幅方向に対向設置されている本体側フレーム100に支持されている。具体的には、左右両側に互いに平行な駆動ローラ22と従動ローラ23とが、さらにその間に各色の転写ローラ24B,24C,24D(24Aは見えていない)が、それぞれ軸方向の両端で本体側フレーム100に軸支されている。従動ローラ23の近傍にはテンションローラ231が配置されている。中間転写ベルト21は、左端側で、従動ローラ23及びテンションローラ231に巻き掛けられており、それによって中間転写ベルト21に所定のテンションを付与している。別態様として、従動ローラ23がテンションローラを兼用する構成とすることもできる。
なお、図2は参考図であって、従動ローラ23の端部に蛇行補正機構を示していないが、本発明に係る蛇行補正機構は、図3以降において示すように、従動ローラ23の端部及び本体側フレーム100に配置される。
まず、図6(a)に示す簡略構成図を用いて、蛇行補正機構及びその蛇行補正の作用について説明する。蛇行補正機構は、周面に中間転写ベルト21が巻き掛けられ従動ローラ23と、従動ローラ23の軸方向端部に同心で取付けられたテンションカラー部材25と、テンションカラー部材25と当接して軸方向に移動する蛇行補正カラー部材27と、テンションカラー部材25と蛇行補正カラー部材27との間に介設された低摩擦材からなる滑りシート26と、本体側フレーム100に支持され、蛇行補正カラー部材27と当接する傾斜面912を備えた傾斜ガイド部91とを備えている。なお、テンションカラー部材25は、回転及び軸方向移動が可能に軸23aに外嵌され、蛇行補正カラー部材27は、軸方向移動のみが可能に軸23aに外嵌されている。また、図では示していないが、従動ローラ23の軸23aは、図6(a)中、上下方向への移動(傾倒)が可能なようにして軸支されている。
上記構造において、従動ローラ23の回転によって周回する転写ベルト21に左方への蛇行が発生したとすると、蛇行した中間転写ベルト21の側端縁がテンションカラー部材25を押圧し、この押圧力を受けてテンションカラー部材25が左方へ移動し、さらに蛇行補正カラー部材27が左方へ移動する。すると、蛇行補正カラー部材27の左上部が傾斜ガイド部91の傾斜面912に当接し、その反力Fを受けて、従動ローラ23は軸23aを径方向の下方に傾倒する。図6(a)は、この傾倒した状態を示している。そして、図6(a)から分かるように、当接位置は、傾斜面912側では変位する一方、蛇行補正カラー部材27側では一定である。従って、蛇行量の大小に関わらず、従動ローラ23の軸23aは、常に同一方向からの反力Fを荷重として受けることになり、蛇行状態下でもスムーズな回転が維持されることになる。
次に、中間転写ベルト21を省略した状態の図3〜図5を用いて、蛇行補正機構の一実施形態をより具体的に説明する。軸23aには、従動ローラ23の端側から、テンションカラー部材25、滑りシート26、蛇行補正カラー部材27及び軸受部28が外嵌され、軸受部28は本体側フレーム100に支持された軸受支持部92に支持されている。
テンションカラー部材25は、従動ローラ23と同一径で軸方向に所定長を有する円環部251と、円環部251の外側端部にカラー部252とを備え、軸23aに外嵌されている。テンションカラー部材25は、軸23aと一体回転する一方、軸方向には移動自在に構成されている。カラー部252は、蛇行した中間転写ベルト21の側端縁の当接を受けるものである。
蛇行補正カラー部材27は、滑りシート26を挟んでテンションカラー部材25の外方に配置されている。蛇行補正カラー部材27は、軸23aに対して空回りすると共に軸方向に移動自在に構成されている。蛇行補正カラー部材27は、円環部271と、円環部271の周方向の一部から径方向に突出した当接部272とを備え、さらに円環部271の周方向の一部を軸方向に所定寸法だけ延設した、回転規制用の被係合部273とを備えている。被係合部273は、後述するように、軸受部28の係合部282と周方向において噛み合うものである。本実施形態では、被係合部273の形状は、例えば周方向に4等分された交互位置に当たる、互いに対向した2枚の円弧状を有する。
軸受部28は、平面状の板状基部281と、板状基部281から軸方向に所定寸法だけ立設された円弧状の係合部282とを備えている。板状基部281は、中央に軸23aを内嵌する軸孔281aが穿設されている。係合部282は、板状基部281の軸孔281a周りに4等分された交互位置の円弧状を有するもので、互いに対向して立設されている。従って、被係合部273は、係合部282が形成されていない隙間との間で周方向において噛み合うと共に、軸方向には移動自在にされている。なお、一体回転を可能とし、かつ軸方向への互いの移動を自在とする構成として種々の態様を採用することができる。また、軸受け部28は、本体側フレーム100から図略の付勢部材を介して上方へ付勢されていてもよい。
軸受支持部92は、本体側フレーム100に支持される板状部291を有し、かつ、特に図5(b)、(c)に示すように、その中央に上下方向に長尺の長孔922が穿設されている。長孔922は、軸23aを内嵌し、さらに前述した中間転写ベルト21の蛇行に伴う軸23aの上下方向の傾倒範囲に対応する寸法を有する。軸23aの端部は、Cリング等を用いた公知の抜け防止構造23bが設けられ、軸受支持部92の長孔922からの軸23aの抜け落ちを規制している。
傾斜ガイド部91は、本体側フレーム100に固設されている。傾斜ガイド部91は、蛇行補正カラー部材27の当接部272に対し、軸23aの径方向外方に配置されている。傾斜ガイド部91の下部面には、軸23aの軸方向中央側から、蛇行がない時の軸方向と平行な水平面911と傾斜面912とが連続して形成されている。傾斜面912は、水平面911から斜め下方に向けて(蛇行がない時の軸23aに漸近するように)所定角度を有して形成されている。
傾斜ガイド部91は、中間転写ベルト21が蛇行を生じていない状態で、蛇行補正カラー部材27の当接部272が水平面911と当接するように位置設定されている。そして、中間転写ベルト21が蛇行を生じて、テンションカラー部材25を軸23aの端側に向けて移動し始めると、蛇行補正カラー部材27も移動して当接部272が水平面911から傾斜面912に当接するようにしている。この結果、軸23aが下方に傾倒するようになり、この傾倒を受けて中間転写ベルト21が軸23aの軸方向中央側に戻るように作用し、蛇行の補正制御が行われる。なお、中間転写ベルト21の蛇行は、蛇行補正カラー部材27の円環部271の端面が軸受部28の係合部282の端面に当接して、それ以上の蛇行が規制される。また、本実施形態では、蛇行補正カラー部材27の回転を規制した状態で、傾斜ガイド部91と当接するようにしたので、蛇行補正カラー部材27が従動ローラ23と一体回転している場合に比して、回転方向の摩擦の影響がなく、蛇行補正カラー部材27の軸方向への移動がスムーズとなる。
なお、本実施形態では、蛇行補正カラー部材27を傾斜ガイド部91と当接させるようにしたが、第2実施形態として、滑りシート26、蛇行補正カラー部材27を省略し、テンションカラー部材25のカラー部252の軸方向外側に円環状の突条を付設して当接部としてもよい。
また、傾斜ガイド部91に設けた水平面911及び傾斜面912は不連続面としたが、第3実施形態として、水平面911と傾斜面912とをなだらかに連続して形成してもよく、また傾斜面912は平面の他、曲面でもよい。
また、本実施形態では、従動ローラ23と軸23aとは一体回転する構成としたが、これに代えて、ベアリング(軸受)等を介して空回りする構成を採用してもよい。また、蛇行補正機構を備えるローラは従動ローラ23に限定されず、テンションローラ231あるいは、中間転写ベルト21とある程度の接触域を有する他のローラでもよい。
また、本実施形態では、ベルトを周回駆動させる機構部として中間転写部20を例示したが、これに限定されず、無端ベルトを用いた二次転写部30n芋適用可能であり、さらに、無端ベルトを用いて搬送を行う無端ベルトを用いた定着部40、用紙搬送路60、自動原稿搬送装置80等にも同様に適用可能である。
また、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
20 中間転写部(転写装置)
21 中間転写ベルト(転写ベルト)
23 従動ローラ(蛇行補正ローラ)
25 テンションカラー部材(カラー部材、第1のカラー部材)
26 滑りシール(低摩擦材)
27 蛇行補正カラー部材(カラー部材、第2のカラー部材)
271 円環部(規制部)
272 当接部
28 軸受部
282 係合部(規制部)
91 傾斜ガイド部(当接部材)
911 水平面
912 傾斜面
92 軸受支持部(支持部)
100 本体側フレーム(固定側フレーム)

Claims (7)

  1. 無端ベルトを張架する複数のローラの内の1つである、固定側フレームとの間に軸支された蛇行補正ローラを備えたベルト周回装置において、
    前記固定側フレームに設けられ、前記蛇行補正ローラの回転軸を一方向に傾倒可能に支持する支持部と、
    前記蛇行補正ローラの回転軸上に設けられ、蛇行を生じた前記無端ベルトの端縁に当接して軸方向に移動する円環体と、前記円環体から径方向に突出した当接部とを備えたカラー部材と、
    前記固定側フレームに支持され、前記カラー部材の一部が当接する位置に、前記一方向を向き、かつ前記回転軸に対して傾斜する傾斜面を有する当接部材とを備え、
    前記当接部材は、前記傾斜面の上端に水平面を有し、蛇行のない状態で前記カラー部材が前記水平面に当接してなるベルト周回装置。
  2. 前記カラー部材は、前記回転軸上で互いに隣接して配置され、前記無端ベルトと当接する第1のカラー部材と、第2のカラー部材とを含み、前記第2のカラー部材は、前記回転軸に対して回転規制された前記円環体を有すると共に、前記円環体の周方向の一部から径方向に突出した前記当接部を有することを特徴とする請求項1に記載のベルト周回装置。
  3. 前記第1、第2のカラー部材の間に低摩擦材を介設することを特徴とする請求項2に記載のベルト周回装置。
  4. 前記カラー部材及び前記当接部材の少なくとも一方に、前記カラー部材の移動範囲を規制する規制部を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のベルト周回装置。
  5. 前記蛇行補正ローラとその回転軸とが一体回転することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のベルト周回装置。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のベルト周回装置の前記無端ベルトが、トナー画像が転写される転写ベルトであることを特徴とする転写装置。
  7. 請求項6に記載の転写装置を備えた画像形成装置。
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