JPH07115769B2 - ベルト支持及び軌道案内装置 - Google Patents

ベルト支持及び軌道案内装置

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JPH07115769B2
JPH07115769B2 JP61301090A JP30109086A JPH07115769B2 JP H07115769 B2 JPH07115769 B2 JP H07115769B2 JP 61301090 A JP61301090 A JP 61301090A JP 30109086 A JP30109086 A JP 30109086A JP H07115769 B2 JPH07115769 B2 JP H07115769B2
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Paper Feeding For Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はベルトの支持及び軌道案内装置に関し、特にベ
ルトの所定経路からの横方向移動を制御する装置に関す
る。
(従来の技術と問題点) 現在一般に使われている静電写真式複写装置では、通常
光導電性絶縁部材が一様な電位に帯電された後、複写す
べき原稿の光像に露光される。この露光が光導電性絶縁
面を露光またはバックグランド領域において除電し、原
稿内に含まれた像領域に対応する静電潜像を光導電性絶
縁部材上に生成する。次いで、当該分野ではトナート呼
ばれる現像用粉末で像を現像することによって、光導電
性絶縁面上の静電潜像が可視化される。ほとんどの現像
系は、帯電キャリヤ粒子と該キャリヤ粒子へ摩擦電気的
に付着する帯電トナー粒子とから成る現像材を用いてい
る。現像中に、トナー粒子が光導電性絶縁面における像
領域の電荷パターンによってキャリヤ粒子から吸引さ
れ、光導電面上に粉末像を形成する。その後、粉末像は
コピー用紙等の支持面上に転写され、加熱または加圧に
よってそこへ永久的に固定し得る。
上記プロセスの多くの商業的用途ではベルトの形をした
光導電性絶縁部材を用いており、ベルトは複数の処理ス
テーションを通り過ぎる所定の経路に沿って支持され、
最終的にコピー用紙上に複写像を形成する。光導電性ベ
ルト上に記録された潜像の位置は、そこに作用する各種
の処理ステーションによってコピー品質を最適化するた
め正確に限定されねばならない。この目的のため、導電
性ベルトの横方向における位置合わせは所定の許容差内
に制御されることが重要である。このように制御したと
きのみ、光導電性ベルトは所定の経路を通って移動し、
その周囲に配設された処理ステーションがベルト上に記
録された潜像に対して正確に位置決めされる。
ベルトの横方向移動の制御について見ると、相互に正し
く平行な関係で取り付け固定された複数の完全円筒状ロ
ーラの周囲にベルトを完全に構成巻回すれば、ベルトの
横方向移動が生じないことはよく知られている。しか
し、実用上これは実施不能である。系の幾何的形状にお
ける不完全さのため、ベルトの速度ベクトルはローラの
回転軸に対し垂直でなく、ベルトは運動力学的に安定な
位置に達するまで、ローラに対して横方向に移動する。
ベルトの横移動を制御する既存の方法には、サーボ系、
クラウンローラ、及びフランジ付ローラがある。いずれ
の制御方式においても、非常に敏感な光導電性ベルトに
損傷をもたらすような高い局部的応力の発生を防ぐ必要
がある。サーボ系等の能動的方式では、ベルトに対して
より少い応力を加える舵取りローラを用いる。しかし、
この種の能動的方式は一般に複雑で、コストが割高であ
る。フランジ付ローラ等の受動的方式はもっと安価だ
が、一般に高い応力を生じる。光導電性ベルトの支持及
び軌道案内を改善するため、各種のフランジ付ローラ方
式がこれまで開発されてきた。例えば、駆動ローラはそ
の両端に固定された一対のフランジを持ち得る。光導電
性ベルトが横方向に移動しフランジの一方にぶつかる
と、ベルトはその位置を維持するため、ローラ系に対し
て横方向に摺動可能であるか、もしくはそれ自体または
ローラ系を局部的に変形可能でなければならない。ベル
トを横方向にシフトさせたり、またはそれ自体をローラ
系上で局部的に変形させるのに必要なエッジ力は、通常
最大の許容可能なエッジ力を大巾に越える。従って、ベ
ルトは屈曲し始め、系の故障をもたらす。あるいは、駆
動ローラでなく一方のマイドラローラに設けてもよい。
横方向の移動は、ベルトを曲げ駆動ローラへのアプロー
チ角を変えることによって制御される。この種の方式
は、フランジを駆動ローラに設ける場合と比へ低いエッ
ジ力を生じる。しかし、この方式に伴なう重要なリスク
は、性能がベルトのその平面内における曲がりに著しく
依存することである。この種の方式での力は減少される
ことが多いが、一般にベルトの屈曲力を越えるという点
で許容されないものとして現われる。従って、光導電性
ベルトの側面エッジが最終的に屈曲し、その寿命を縮め
る。
従来方式の幾つかの例を次に示す。
Silverbergの米国特許第4,218,125号は、ベルトと少く
とも1つの支持体の間を流れる加圧油を用い、ベルトと
支持体間の摩擦を減少せしめる光導電面支持用の空圧系
を開示している。この空圧系はバネに取り付けられた引
張ポスト20も用いており、このバネは接近するベルトに
よって限定される平面にほヾ垂直な軸で旋回するように
配置されている。
Marsiglio他の米国特許第4,421,228号は、エンドレスな
ウェブ上の張力を周期的に減じて、ウェブの位置を調整
するウェブ軌道案内方法を開示している。ウェブ張力の
減少後、わずかなバネ力がウェブを所望の横方向位置に
戻す。Marsiglio他は特に固定ブロックに取り付けられ
たシャフトを用いており、シャフトの一端が別のシャフ
ト44に固定されている。圧縮バネ58がブロック52内にお
けるシャフトの隆起部と係合し、その隆起部をクランク
部材一端の突片と係合せしめる。バネ34が圧縮されると
ウェブ係合部32を閉じ、ローラに対するウェブの位置を
調整する。
Spehrley,Jr.の米国特許第4,221,480号は、外面から外
側へ延びる複数の離間したフレキシブルディスクを有す
るローラを開示している。一対の対向離間した円形フラ
ンジがローラ端に設けてある。ベルトは両フランジ間を
通過し、ディスクによってローラ上に支持される。ロー
ラの縦軸にほヾ平行な方向に延びた複数の溝が、ディス
クに形成されている。これらの溝が各ディスクの各部分
を相互に分断している。ベルトが横方向に移動すると、
ベルトはフランジにぶつかる。ベルトの横方向における
相対的な移動は、ベルトを支持するディスクの一部をた
わませる。ベルトと係合してない各ディスクの残部は変
形しない。これにより、ベルトのエッジに加わる最大力
が屈曲を決っして越えないことを保証する。
ヨカタの米国特許第4,432,632号は、エンドレスベルト
の形の記録部材を保持する装置を開示している。同特許
は第2図で、それぞれベルトを支持及び駆動するローラ
12と13を備えた感光性ベルトを開示している。ローラ12
は、支持プレート32に取り付けられたバネ33で外側へ押
圧されている。ローラを外側へ押圧すバネ及び支持プレ
ートで使われる系は、ベルトを緊張状態に保つためのも
のと開示されている。
(問題点を解決するための手段) 本発明の主要な特徴によれば、所定経路に沿って移動す
るように配置されたエンドレスベルトを支持し、該所定
経路からのベルトの横方向移動を制御する装置が提供さ
れる。該装置がベルトを支持するベルト経路限定表面を
備えた固定の回転しない弧状ベルト軌道案内シューを有
し、該ベルト軌道案内シューが、経路限定表面の両側面
に位置し且つ経路限定表面から外側へ延びてベルト用エ
ッジガイドを与える垂直のフランジを具備する。好まし
くは弧状のベルト軌道案内シューが処理方向に沿って、
第1のほヾ平面状の経路限定表面と、弧状経路限定表面
と、第2のほヾ平面状の経路限定表面とを有し、これら
の表面の周囲に沿って搬送されるベルトの方向反転を可
能とする。また、本発明において、好ましくは、ベルト
軌道案内シューの経路限定表面が滑らかで、硬く、低い
摩擦係数を有し、また垂直フランジは、ベルト軌道案内
シューのうちベルトの方向を変化させる部分でのみ経路
限定表面から延びた三日月形フランジである。
本発明のその他の特徴は、以下の説明と添付の図面を参
照することによって明らかとなろう。
(実施例) 以下本発明を、静電写真式複写装置で使われるベルト軌
道案内シューの好ましい実施例を参照して説明する。
まず第1図を参照すると本発明によるベルト軌道案内シ
ューを用いた取外し可能な処理カートリッジを含む自動
化静電写真式複写機10が一例として示してある。第1図
に示した複写機は、原稿からコピーを作成するのに使わ
れる各種の構成部品を例示している。本発明の装置は自
動化静電写真式複写機で用いるのに特に適するが、以下
の説明から、本発明はその他の静電写真式システムを含
む広範囲の各種処理システムで用いるのにも同様に適
し、その用途はこゝに示す特定の実施例に必ずしも限定
されないことが理解されるべきである。
第1図に示した複写機10は、主機枠に対して矢印13の方
向に着脱可能な取外し式の処理カートリッジ12を用いて
いる。カートリッジ12はベルト状の像記録部材14を備
え、その外周に適切な光導電性物質15が被覆されてい
る。ベルトは被駆動搬送ロール16及びベルト軌道案内シ
ュー18を通って回転自在にカートリッジ内に装着され、
ベルト内側の矢印で示した方向に移動して、ベルト上の
像担持面を複数のゼログラフィック処理ステーションに
対し順次通過させる。モータ17等の適切な駆動手段が複
写機内で協働する各種構成部品を駆動し、それらの動き
を調整するために設けられ、原稿からの入力像情報の忠
実な複写が用紙等の最終的な支持材シート30上に記録さ
れる。
まず、ベルト14はその光導電面15を帯電ステーション19
に通し、そこでベルトは周知のごとく帯電コロトロン20
によって光導電面上に置かれた静電電荷で一様に帯電さ
れ、像形成の準備を調える。その後、ベルト14は露光ス
テーション21に駆動され、そこで帯電した光導電面15が
原稿からの入力像情報を表わす光像に露光されることに
よって、露光領域中の電荷が選択的に消失され原稿入力
像を静電潜像の形で記録する。露光ステーション21は、
日本板硝子(株)から商標“SELFOC"で市販されている
一組の像透過ファイバレンズ22を、照明ランプ24及び反
射器26と組み合わせて構成し得る。ベルト14の露光後、
光導電面15上に記録された静電潜像が現像ステーション
27に送られ、そこでベルト14の光導電面15に現像材が施
され潜像を可視化する。適切な現像ステーションには、
現像ロール28を含み、磁気キャリヤ粗粒とトナー着色粒
子とを有する磁化可能な混合現像材を用いる磁気ブラシ
現像系を具備し得る。
最終的な支持材であるシート30は、上昇式スタック支持
トレイ32の上に積み重ね(スタック)状に支持されてき
た。スタックがその上昇位置にあるとき、シート分離用
の扇状送りロール34がシートを1枚づつ整合ピンチロー
ル対36に送給する。次いで、シートはベルト上の粉末像
と正しく整合するように転写ステーション37へ前進さ
れ、転写ステーション37内で光導電面15上の現像トナー
像が最終的な支持材であるシート30と接触させられると
ともに、トナー像が転写コロトロン38によって光導電面
15から最終的な支持シート30の接触面へ転写される。ト
ナー像の転写後、所望に応じ紙、プラスチック等から成
る最終的な支持材30は、ベルト軌道案内シュー18の弧状
面に沿って移動するときそれ自体のはり強度によってベ
ルトから分離され、その後トナー像を有するシートは定
着ステーション39に進められ、そこでロール定着器40が
転写粉末像をそこに固定する。トナー像をコピーシート
に定着した後、シート30は出口ロール42を経てシートス
タックトレイ44に前進させられる。
トナー粉末の大部分は最終的な支持材30に転写される
が、トナー粉末像の最終的な支持材への転写後一部の残
留トナーが必ず光導電面15上に残る。転写工程後光導電
面上に残ったまゝの残留トナー粒子は、ベルト14の外周
とこすり接触しクリーニングハウジング48内に含まれた
クリーニングブレード47を有するクリーニングステーシ
ョン46でベルト14から除去され、クリーニングハウジン
グ48はその上流側開口に付設されたクリーニングシール
を有する。あるいは当該分野で周知なように、トナー粒
子はクリーニングブラシで光導電面から機械的に除去し
てもよい。
複写機が通常モードで動作されるとき、複写すべき原稿
52は一般に、露光ステーション21を通って原稿を送る水
平な移動式透視プラテン54上に像側を下向きにして置か
れる。移動するプラテンの速度と光導電性ベルトの速度
は、原稿の忠実な複写を与えるように同期される。
以上の概説は、本願の目的上、本発明による装置を実施
可能な自動化ゼログラフィック複写機10の全般動作を例
示するのに充分なものであろう。
次に、本発明によるベルトの横方向移動を制御するため
のベルト軌道案内シューを、特に第2〜5図を参照して
詳しく説明する。その中でも特に第3図を参照すると、
ベルト軌道案内シュー18は第1のほヾ水平な経路を限定
する表面54と、弧状経路を限定する表面56と、平面状表
面54とほヾ平行かまたはそうでなくてもよい第2のほヾ
平面状経路を限定する表面58とから成り、上記各経路は
連続状でベルトが各表面に沿って逆方向に搬送されるの
を可能とする。勿論、ベルトの軌道案内面として必要な
のは弧状経路限定表面56だけで、平面状表面54、58は支
持と製造の容易さを与えるものであることが理解されよ
う。ベルト軌道案内面自体は比較的滑らかで硬く、また
比較的低い摩擦係数を有する。通常ベルト軌道案内面の
摩擦係数は0.3以下で、駆動ロールの摩擦係数より必ず
小さくなければならない。ベルト軌道案内面は一般に、
成形した薄板金から作製してもよいし、プラスチックか
ら直接型成形してもよい。硬い表面を与えるため、ベル
ト軌道案内シューはガラス被覆鋼、硬化処理アルミを含
浸したテフロン(Teflon)、または潤滑化ポリカーボネ
ートから作製するのが好ましい。またベルト軌道案内シ
ューはその内部で支持組体61によって支持され、支持組
体61はネジ、接着結合、スナップ嵌め等任意の適切な手
段で平面状及び弧状表面に固定される。上記のプラスチ
ックを用いる場合には、後述するエッジガイド60を含
め、一体状の単一部品として射出成形することもでき
る。ベルト軌道案内シューの平面状及び弧状表面は、そ
れらに沿って周回搬送されるベルトの巾を少くとも横切
って延び、シューに沿って軌道案内されるベルトのエッ
ジガイドを形成する垂直のフランジ状エッジガイド部材
60をシューの両端に備えている。前述したように、系の
幾何的形状の不完全さに応じてベルトはいずれかの軸方
向(つまり横方向)に移行するので、固定の上記エッジ
ガイド60がベルト軌道案内シューの両側に設けられる。
垂直のフランジ状エッジガイド部材60はフランジサポー
ト63によって支持され、フランジサポート63はネジ62等
の適切な手段で支持組体61に固定される。エッジガイド
を形成する実際のフランジ部は、第4図中A−A線に終
端する区分で示したような三日月形フランジの形をして
いる。フランジサポート63はそれぞれスライダ64を備
え、第3図に示すようにカートリッジ組体12のトラック
66と組付け係合される。
ベルト軌道案内シューはバネ68によって第4図中左方向
に付勢されてベルト引張力を加え、バネ68はその内側及
び外側両端で支持部材70によってカートリッジフレーム
内に支持されている。また第4図には、第1の平面状表
面部54と対向する転写関係で転写コロトロン38が示して
あり、ベルト14上のトナー像を両者の間を通って搬送さ
れるコピー用紙への転写を可能とする。この構成では、
第1の平面状表面部54が複写装置の転写プラテンとして
機能する。さらに第4図には点線でコピー用紙30が示し
てあり、コピー用紙30は転写ゾーンを通り光導電性ベル
ト上のトナー像と転写関係を保ちながら駆動され、ベル
ト軌道案内シューの弧状表面部56の開始地点でそのはり
強度によって剥がれる。
次に、ベルトの横方向移動を制御するベルト軌道案内シ
ューの動作を、第7図を参照して説明する。光受容体ベ
ルトが固定の回転しないベルト軌道案内シュー上を移動
すると、ベルト軌道案内シューを摺動する光受容体ベル
トによる摩擦力ベクトルが、ベルトの動きの速度ベクト
ルと平行な方向に作用する。ベルト速度の主成分は、ベ
ルト軌道案内シューに沿って駆動される方向にあり、摩
擦の主成分もその方向にある。ベルトがエッジガイドへ
向かって軸方向(つまり横方向)に移動しようとすると
き、ベルトはエッジガイドへと向かう軸方向の小さい速
度成分とそれに伴なう摩擦力を有する。しかし、ベルト
がエッジガイドに接触すると、軸方向の速度はゼロにな
るので、ベルト軌道案内シューから光受容体ベルトに加
わる軸方向の摩擦力はゼロになるそれに近づく。このと
き、エッジガイドに抵抗するのに必要な力だけが生じ、
ベルト軌道案内シューはエッジガイドに加わる力には寄
与しない。これにより、エッジガイド60での軸方向の力
が、駆動ロール16によって付与される力と等しくなり、
その結果、ベルト14は、エッジガイドに対するその位置
を維持するように、駆動ロール16上で軸方向に移動す
る。これによって、エッジガイドでの反力と、系によっ
てベルトに加わる軸方向移行力とが平衡する。一般的な
光受容体ベルトにおいて、エッジの損傷や屈曲を招かず
に許容可能な最大エッジ力は約0.67Kg(1.5ポンド)で
ある。
第7図において、ベルトの主速度成分Vyは一定である。
ベルトがエッジガイドに接触すると、軸方向の速度成分
Vxがゼロになり、ベルト軌道案内シューとベルトとの軸
方向の摩擦力Ffxもゼロになる。なお、前記したベルト
に加わる軸方向移行力は、光受容体のフレームのねじれ
すなわち軸心のずれや、ローラの円錐度(CR)や、光受
容体の円錐度Cp/R)や、ベルトのテンションや、光受
容体ベルトとベルト軌道案内シューや駆動ローラ等の部
材との静止摩擦力等の関数であることが知られている。
本発明は、光受容体ベルトとロールが同一速度で回転す
るため、ベルトがエッジガイドによって軸方向に移動し
ようとするのを拘束されるとエッジガイドの方に向かう
大きな摩擦成分が生じるような、複数または単一の被駆
動ロールとアイドラロールを用いたその他の受動的なベ
ルト軌道案内方式と対照的て区別される。また、そうし
た軌道案内方式では少くとも2つのロールが軌道案内系
に含まれるため、上述の困難が各ロールについて生じ
る。これに対し本発明では、ベルトエッジが側方のエッ
ジガイドに達したときベルトをスリップ可能とするの
で、2ロール方式のエッジガイドが解消しなければなら
なかった少くとも1つのロールによる摩擦力への貢献を
取り除くことができる。
従って本発明は、ベルトを破損せずに長期間にわたって
ベルトを軌道案内でき、しかもベルトの軌道案内を制御
する機能に関連してベルトの軌道案内に大きな自由度を
与えられる比較的簡単で、安価なベルト軌道案内系を与
える。さらに本発明は、ベルトの軌道案内、ベルトから
コピー用紙へのトナー像の転写、及びコピー用紙の自ら
による引き剥れを可能とする多機能装置を与えることが
できる。この点は図示したように、ベルト軌道案内シュ
ーの底部に転写プラテンを組み込むことによって達成さ
れる。勿論、転写プラテンはシューの頂部にも配置可能
なことが理解されるべきである。また、転写プラテンに
隣接する地点に適切な半径のベルト軌道案内シューを設
けることによって、コピー用紙をより引き剥れ易くする
のも可能である。
第6図は本発明の別の実施例を概略的に示しており、こ
の例ではベルト71が駆動ロール72によりベルト軌道案内
シュー76とアイドラロール74の周囲に沿って駆動され
る。この実施例において、しわ寄りやその他の理由から
ベルトの側方エッジに損傷が生じる機会が大きく減少さ
れることで、ベルト軌道案内系の信頼性が高まる。
前記した各特許の開示は、参照によって個々に且つ全体
としてこゝに含まれる。
以上発明を特定の実施例について説明したが、多くの代
替、変更及び変形が可能なことは当業者にとって明らか
であろう。例えば、光受容体ベルトに関連してベルト軌
道案内シューを説明したが、ベルト軌道案内シューはそ
の他の環境でも使えることが理解されよう。従って、特
許請求の範囲に記載の精神及び範囲内に入る上記のよう
な代替及び変更は全て本発明に包含されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるベルト軌道案内シューを具備した
自動化電子写真式複写機の概略断面図; 第2図は第1図の光受容体カートリッジの拡大図で、ベ
ルト軌道案内シューの断面をさらに詳細に示す; 第3図はベルト軌道案内シューの分解図; 第4図はカートリッジ内に配置されたベルト軌道案内シ
ューの別の拡大図で、プラテン部分に対する転写コロト
ロンの位置とコピー用紙の弧状部での引き剥れを示す
図; 第5図はベルト軌道案内シューのバネ取付けを示す平断
面図; 第6図はベルト軌道案内シューを用いた別の光受容体の
実施例を示す図;及び 第7図はベルト軌道シューの周囲に沿ったベルト移動を
示す概略図である。 10……複写印刷機、12……処理カートリッジ、14、71…
…ベルト、16、72……被駆動ベルト搬送ロール、18、76
……ベルト軌道案内シュー、30……コピー用紙、37……
転写ゾーン、38……転写コロトロン、54、56、58……ベ
ルト経路限定表面(54、58;第1及び第2平面状経路限
定表面、56……弧状経路限定表面)、60……フランジ
(エッジガイド)、61……支持組体、64……案内手段
(スライダ)、66……トラック、68……バネ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ エイ サロモン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14610 ロチェスター ウッドランド パーク 32 (72)発明者 ドナルド ジェイ ウィーケル ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14619 ロチェスター ミッドヴェイル テラス 26 (56)参考文献 特開 昭55−59485(JP,A) 特開 昭55−115649(JP,A) 特開 昭58−36806(JP,A)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定経路に沿って移動するように配置され
    たエンドレスベルトを支持し、前記所定経路からのベル
    トの横方向移動を制御する装置において、 ベルトを支持するベルト経路限定表面を備えた、固定の
    回転しない弧状ベルト軌道案内シューを有し、該ベルト
    軌道案内シューの、前記経路限定表面の両側に垂直フラ
    ンジが形成され、該フランジが、ベルト用エッジガイド
    を形成するように前記経路限定表面から外側へ延びてい
    ることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】前記弧状のベルト軌道案内シューが、処理
    方向に沿って、第1のほぼ平面状の経路限定表面と、周
    囲に沿って搬送されるベルトの方向反転を可能にする弧
    状の経路限定表面と、第2のほぼ平面状の経路限定表面
    とを有する特許請求の範囲第1項記載の装置。
  3. 【請求項3】前記ベルト軌道案内シューの経路限定表面
    が滑らかで、硬く、低い摩擦係数を有する特許請求範囲
    第1項記載の装置。
  4. 【請求項4】前記垂直フランジが、ベルト軌道案内シュ
    ーのうち、ベルトの方向を変化させる部分でのみ前記経
    路限定表面から延びた三日月形フランジである特許請求
    の範囲第2項記載の装置。
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