JP3741606B2 - ベルト駆動装置及びそれを備えた電子写真装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙等の被搬送物を搬送するベルトに対し摩擦接触しつつ案内支持する制御ローラによりベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動装置及びそれを備えた電子写真装置に関し、特に制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させる対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子写真方式のカラープリンタでは、図７に示すように、複数のローラａ〜ｃ間に転写搬送ベルトｄが走行可能に巻き掛けられており、この転写搬送ベルトｄの所定ローラｃ，ａ間に形成される搬送スパンに沿って、複数色分（図示する例では４色分）の画像形成部Ａ〜Ｄが配置されている。そして、各画像形成部Ａ〜Ｄでは、転写搬送ベルトｄを転写ローラｆにより感光ドラムｅに押し付けるようにして該感光ドラムｅ上のトナー像を転写搬送ベルトｄ上の記録用紙ｐに順次転写するようになっている。尚、同図のＥは、記録用紙ｐ上のトナー像を定着させる定着部である。
【０００３】
上記のようなカラープリンタにおいては、転写搬送ベルトｄが蛇行すると、トナー像の位置がベルト幅方向にずれて画像品質が低下することになる。その対策の１つとして、例えば特開平１１−２６３４６９号公報に記載されたベルト蛇行制御技術が知られている。
【０００４】
このものでは、複数のローラのうちの１つのローラにより、軸端がベルト走行方向に沿って移動可能な可動端とされた制御ローラが構成されているとともに、その可動端上には、該可動端側に変位した転写搬送ベルトにより回転駆動される検知リングが設けられている。そして、転写搬送ベルトが可動端側に変位して検知リングを回転駆動するときのトルクを利用して、制御ローラの可動端を移動させるようになっている。
【０００５】
また、上記制御ローラの可動端を移動させる際に、ベルト走行方向に直交する方向ではなく、ベルト走行方向前側に移動させ、このことで、制御ローラが転写搬送ベルトとの摩擦接触により該転写搬送ベルトをベルト幅方向における上記可動端とは反対の軸端側に変位させるようになっている。
【０００６】
したがって、これによれば、電気的な蛇行検知回路や専用の駆動手段を用いることなく、また、ベルト幅方向可動端側におけるベルト張力の増大を招くことなく、ベルト蛇行を制御することができる。
【０００７】
ところで、上記のカラープリンタでは、制御ローラが転写搬送ベルトとの摩擦接触により蛇行制御を行うものであることから、制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させるには、制御ローラと転写搬送ベルトとの間に十分な摩擦力を発生させる必要があり、そのために、従来の場合には、制御ローラに対する転写搬送ベルトの巻付角を大きくするようになされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の場合には、十分と考えられる程にベルト巻付角が確保されたとしても、例えば制御ローラの径が小さくなると、十分な摩擦力が得られなくなることがあり、そのような事態に対処するには、ベルト巻付角をできるだけ大きくせざるを得ず、その結果、ベルトレイアウト上において過剰な制約を受け、装置全体の大形化や複雑化を招き易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、制御ローラに摩擦接触しつつ案内支持されて記録用紙等の被搬送物を搬送するベルトの蛇行時に、該ベルトとの接触により回転駆動される検知部材のトルクを駆動源として制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させることでベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動装置において、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、該制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させられるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、「制御ローラ及びベルト間の摩擦力の大きさは、最終的には、両者間の接触面積に依存するものである」という知見に基づき、その両者間の接触面積の下限値を設定することで、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させられるようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、軸心が互いに略平行となるように配置された複数のローラと、これら複数のローラ間に走行可能に巻き掛けられていて、該複数のローラのうちの所定ローラ間に形成されるスパンが被搬送物を搬送する搬送スパンとされたエンドレスのベルトと、複数のローラのうちの１つのローラからなっていて、ベルトを該ベルト上に載置された被搬送物を搬送するように走行駆動する駆動ローラと、複数のローラのうちの１つ以上のローラからなっていて、少なくとも一方の軸端がベルト走行方向に沿って移動可能な可動端とされた制御ローラと、この制御ローラの可動端上に該可動端側に変位した制御ローラ上のベルトとの接触により回転駆動されるように設けられた検知部材と、この検知部材が回転駆動されたときに、該検知部材のトルクにより制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させる移動手段とを備えたベルト駆動装置が前提である。
【００１２】
そして、上記の駆動ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置するローラにより構成されており、一方、上記の制御ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置するローラにより構成されているものとする。その際に、上記制御ローラと転写搬送ベルトとの間の摩擦係数が、０．３以上である場合に、制御ローラと転写搬送ベルトとの間の接触面積が、８２５０ｍｍ2 以上とされているものとする。
【００１３】
上記の構成において、ベルト駆動装置のベルトが駆動ローラに駆動されてローラ間を走行することにより、所定ローラ間に形成された搬送スパンでは、ベルト上に載置された被搬送物が搬送される。
【００１４】
一方、上記のベルトに蛇行が発生するのに伴い、制御ローラ上においてベルトが可動端側に変位すると、そのベルトは検知部材に接触して該検知部材を回転駆動する。この検知部材のトルクにより、移動手段は制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させる。これにより、制御ローラは、ベルトとの摩擦接触により該ベルトをベルト幅方向における上記可動端とは反対の軸端側に変位させるように案内する。よって、制御ローラ上のベルトが可動端側に変位するようなベルト蛇行は回避される。
【００１５】
上記の作動において、駆動ローラは、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置し、搬送スパンがベルトの張り側になるようにしているので、駆動ローラが搬送スパンのベルト走行方向後端側に位置していて搬送スパンがベルト緩み側になる場合よりも、緩みによるベルトのばた付きが生じにくく、ベルトによる被搬送物の搬送作動は適正に行われる。
【００１６】
一方、制御ローラは、搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置しているので、それだけで該制御ローラに対するベルト巻付角を大きくすることができる。よって、制御ローラが搬送スパンのベルト走行方向後端の内側（搬送スパンの下方）に位置し、制御ローラ近傍で下方側からベルト背面に別のローラを当てて該制御ローラへの巻付角を大きくする場合に比べて、装置の大形化や複雑化を招くことなく、ベルトとの接触面積を無理なく大きくでき、しかも、駆動ローラに走行駆動されるベルトによる被搬送物の適正な搬送作動を損なわない。
【００１７】
そして、制御ローラが、ベルトとの摩擦接触により該ベルトを変位させる際、制御ローラ及びベルト間の摩擦係数μが、μ≧０．３である場合に、両者間の接触面積Ｓが、Ｓ≧８２５０ｍｍ2 であるので、制御ローラによる蛇行制御機能は、例えば制御ローラ上のベルト巻付角や制御ローラの径の大きさに拘わらず適正に発揮されるようになる。
【００１８】
尚、上記摩擦係数μがμ＝０．３であるときに、接触面積Ｓが８２５０ｍｍ2 未満（Ｓ＜８２５０ｍｍ2 ）であると、制御ローラの安定した蛇行制御機能は発揮されない。また、摩擦係数μが０．３を超える場合（μ＞０．３）には、接触面積Ｓが８２５０ｍｍ2 よりも小さく（Ｓ＜８２５０ｍｍ2 ）ても、十分な摩擦力を確保できる場合もあるが、上記のように接触面積Ｓの下限値を定めることにより、ベルトレイアウト上の制約は、少なくとも従来の場合に比べて確実に緩和されることになる。
【００１９】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、制御ローラのベルト走行方向前側には、該制御ローラを搬送スパンから隔離するローラが配置されているものとする。
【００２０】
上記の構成において、制御ローラのベルト走行方向前側には、ローラが位置しており、このローラにより、制御ローラは搬送スパンから隔離される。よって、制御ローラが搬送スパンのベルト走行方向一端側に配置される際に、該制御ローラの蛇行制御作動に伴う搬送スパンでの被搬送物のベルト厚さ方向の変動が回避され、そのような変動に起因する不具合の発生は未然に防止される。
【００２１】
請求項３の発明では、上記のベルト駆動装置を備えた電子写真装置として、被搬送物は、トナー像が転写される記録用紙とされているものとする。そして、ベルト駆動装置の搬送スパンに沿って配置されていて、上記のトナー像を形成するとともに該形成したトナー像をベルト駆動装置のベルト上の記録用紙に転写する画像形成手段を備えているものとする。
【００２２】
上記の構成において、電子写真装置では、ベルト駆動装置のベルトが駆動ローラに駆動されてローラ間を走行するのに伴い、搬送スパンでは、画像形成手段により、ベルト上に載置された記録用紙にトナー像が転写される。よって、上記請求項１及び２の発明での作用は具体的に営まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る転写搬送ユニットの全体構成を模式的に示しており、この転写搬送ユニットは、電子写真方式のカラープリンタに組み込まれて、トナー像を形成するとともにそのトナー像を記録用紙ｐ上に転写して定着させるために用いられる。
【００２５】
上記転写搬送ユニットは、各色のトナー像を形成しつつ該トナー像を記録用紙ｐ上に転写する複数（図示する例では４つ）の画像形成部Ａ〜Ｄと、記録用紙ｐ上に転写されたトナー像を定着させる定着部Ｅとを備えている。また、転写搬送ベルト１を有していて、該転写搬送ベルト１を図１の反時計回り方向に走行駆動することにより、図外の給紙部から供給された記録用紙ｐを４つの画像形成部Ａ〜Ｄを順に経由して定着部Ｅに送るベルト駆動装置Ｆを備えている。
【００２６】
上記の各画像形成部Ａ〜Ｄには、トナー像を形成しつつ該トナー像を記録用紙ｐとの接触により該記録用紙ｐ上に転写する円筒状の感光ドラム２と、トナーとは逆の極性の電荷が付与されていて、対応する感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込んで該転写搬送ベルト１上の記録用紙ｐを感光ドラム２に接触させるための転写ローラ３とを有する。これら４つの画像形成部Ａ〜Ｄは、定着部Ｅに向かってベルト走行方向（図１に矢印で示す方向）に順に並ぶように配置されており、１番目の画像形成部Ａはイエローのトナー像を、２番目の画像形成部Ｂはマゼンタのトナー像を、３番目の画像形成部Ｃはシアンのトナー像を、そして、最後となる４番目の画像形成部Ｄはブラックのトナー像をそれぞれ形成して記録用紙ｐ上に転写するようになっている。また、転写搬送ベルト１は、本実施形態ではそのベルト幅寸法ＷがＷ＝３１２ｍｍであり、その基材には、比誘電率の高いＰＥＴ（ポリエステル），ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体），ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン樹脂）等の樹脂系フィルムが用いられており、その表面には誘電体材料が配置されている。
【００２７】
上記ベルト駆動装置Ｆは、図２にも示すように、軸心が互いに略平行となるように配置された４本のローラ４〜７を備えており、上記の転写搬送ベルト１は、これらローラ４〜７間に走行可能に巻き掛けられている。これらローラ４〜７のうち、定着部Ｅの近傍に配置されたローラ４は、転写搬送ベルト１との摩擦接触により該転写搬送ベルト１を走行駆動する駆動ローラであり、この駆動ローラ４は転写搬送ユニットのシャーシ８に回転可能に支持されていて、図外の電動モータに駆動連結されている。駆動ローラ４の材料としては、転写搬送ベルト１との間に高い摩擦係数（μ≧０．３）の得られるもの、例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）系の架橋ゴム等が採用される。尚、その他のローラ５〜７の材料としては、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属が用いられる。
【００２８】
上記駆動ローラ４のベルト走行方向前側（図１及び図２の右下側）に配置されたローラ５は、転写搬送ベルト１に張力を付与するためのテンションローラである。このテンションローラ５は、シャーシ８に取り付けられた１対のＬ字状部材９，９の各一端に回転可能に取り付けられている。各Ｌ字状部材９は、その屈曲部においてテンションローラ５の軸心に直交する鉛直面内において揺動可能にシャーシ８に枢支されていて、その他端とシャーシ８との間には、Ｌ字状部材９をテンションローラ５が転写搬送ベルト１の内周面を押圧する方向（図２の時計回り方向）に常時付勢する引張コイルばね１０が介装されており、これにより、転写搬送ベルト１に張力が付与されるようになっている。
【００２９】
上記テンションローラ５のベルト走行方向前側（図１及び図１の右側）に配置されたローラ６は、転写搬送ベルト１の蛇行を制御するための制御ローラである。この制御ローラ６は、後に詳しく説明するが、一方の軸端がローラ軸心に直交する方向に移動可能な可動端６ａとされていて、この可動端６ａの移動により転写搬送ベルト１の蛇行を制御するようになっている。
【００３０】
上記制御ローラ６のベルト走行方向前側（図１及び図２の左側）に配置されたローラ７は案内ローラであり、この案内ローラ７と駆動ローラ４との間に形成されている転写搬送ベルト１の上下２つのスパンのうち、上側のスパンが搬送スパンとされている。また、案内ローラ７の上方には、該案内ローラ７と平行な軸心回りに回転可能な補助ローラ１１が配置されている。これら上下１対のローラ７，１１は、転写搬送ベルト１をベルト厚さ方向に挟み込んだ状態で該転写搬送ベルト１の走行に伴って連れ回りすることで、給紙部から供給された記録用紙ｐを転写搬送ベルト１の走行速度に合わせて該転写搬送ベルト１上に受け取るようになっている。
【００３１】
上記４つの画像形成部Ａ〜Ｄのうち、ブラック用の画像形成部Ｄ以外の３つの画像形成部Ａ〜Ｃの各転写ローラ３と、案内ローラ７及び補助ローラ１１とは、図３に示すように、転写フレーム１２に回転可能に保持されており、その転写フレーム１２は、ブラック用の画像形成部Ｄの転写ローラ３と同じ軸心回りに揺動可能にシャーシ８に枢支されている。その際に、ブラック用画像形成部Ｄの転写ローラ３は、対応する感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を常に挟み込む位置に配置されていてシャーシ８に直接に取り付けられている。この転写フレーム１２は、次に述べる揺動機構により、フルカラープリントの行われるフルカラーモード時には、全ての画像形成部Ａ〜Ｄの転写ローラ３が感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込む位置に上方回動し、一方、モノクロプリントの行われるモノクロモード時には、ブラック用以外の３つの各画像形成部Ａ〜Ｃの転写ローラ３が感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込む上記の位置から下方に回動するようになっている。
【００３２】
上記転写フレーム１２の下方には、該転写フレーム１２をモードに応じて揺動させる揺動機構１３が設けられている。この揺動機構１３は、上記のローラ３〜７，１１に平行に配置された駆動軸１４を有しており、この駆動軸１４は、図外の駆動手段に駆動連結されていて、モードが切り換えられる毎に半回転ずつ回転駆動されるようになっている。また、駆動軸１４には、カム部材１５が回転一体に連結されており、駆動軸１４の側方（図２の右方）には、該駆動軸１４に平行に配置された支持軸１６が設けられている。この支持軸１６は両端においてシャーシ８に支持されており、支持軸１６には、各々、該支持軸１６に直交する方向に延びるように設けられた中間部材１７及び押圧部材１８が支持軸１６回りに揺動可能に取り付けられている。中間部材１７は、一端部（同図の左端部）の下面が上記のカム部材１５に接触するように配置されており、押圧部材１８は、一端部（同図の左端部）の上面が転写フレーム１２の下面に下方から接触するように配置されている。また、中間部材１７及び押圧部材１８の両他端部（同図の両右端部）は上下に対向するように配置されており、これら両他端部間には圧縮コイルばね１９が縮装されていて、中間部材１７及び押圧部材１８を各一端部がそれぞれカム部材１５及び転写フレーム１２に押し付けられるように常時付勢している。そして、フルカラーモード時には、駆動軸１４の回転によりカム部材１５が中間部材１７の一端部を押し上げることにより、押圧部材１８の他端部が押し下げられて該押圧部材１８の一端部が転写フレーム１２を押し上げ、一方、モノクロモード時には、駆動軸１４の回転によりカム部材１５が中間部材１７の一端部の下方移動を許容することにより、転写フレーム１２が下方回動するようになっている。
【００３３】
上記の制御ローラ６は、図３に示すように、軸部材２０と、この軸部材２０に套嵌されていて、軸方向両端部に配置された軸受２１，２１を介して該軸部材２０に回転可能に保持されたローラ本体２２とからなっており、このローラ本体２２の外径Ｄは、本実施形態では、Ｄ＝２２ｍｍとされている。上記の可動端６ａは、軸部材２０の両端部のうちの一方（図３の左方）の端部により構成されており、この可動端６ａは、ビス４２，４２，…によりシャーシ８に取り付けられた支持部材２３に支持されている。軸部材２０の他方（同図の右方）の端部は、軸心に直交する方向に移動不能な固定端６ｂとされており、この固定端６ｂはシャーシ８に支持されている。また、この制御ローラ６に対する転写搬送ベルト１の巻付角θは、図６（ａ）に示すフルカラーモード時には、θ＝１５４．９５°となり、一方、図６（ｂ）に示すモノクロモード時には、θ＝１６８．９９°となるようになされている。
【００３４】
上記支持部材２３の周縁部は、図４及び図５に示すように、略半円形状をなしており、支持部材２３は、その周縁部の直線状の部分が、転写搬送ベルト１の張力により制御ローラ６に加わる力を略直角に受ける向きに位置するように配置されている。この直線状部分における中央部には、比較的小さい第１の凹部２４が切り欠かれた状態に形成されており、この第１凹部２４のローラ本体２２側（図４の右側）には比較的大きい第２の凹部２５が同じく切り欠かれた状態に形成されている。制御ローラ６の可動端６ａは、これら第１及び第２凹部２４，２５内を軸方向に貫通して配置されている。その際に、第１凹部２４の底面はベルト走行方向（図４及び図５の略上方向）前後に延びる案内面２３ａに形成されており、可動端６ａは、この案内面２３ａによりベルト走行方向前後に摺動可能に案内支持されている。そして、可動端６ａがベルト走行方向前側（同各図の上側）に移動することにより、ローラ本体２２が転写搬送ベルト１に該転写搬送ベルト１を固定端６ｂ側（図４の右側）に変位させる方向に案内しつつ回転し、これとは反対に、可動端６ａがベルト走行方向後側（同各図の下側）に移動することにより、ローラ本体２２が転写搬送ベルト１に該転写搬送ベルト１を可動端６ａ側（図４の左側）に変位させる方向に案内しつつ回転するようになっている。
【００３５】
上記支持部材２３の取り付けられているシャーシ８部分（図３の左側部分）の該支持部材２３よりもベルト走行方向後側には、ベルト幅方向側方に向かって突出する突出部２６が設けられている。一方、制御ローラ６の可動端６ａ上には、環状の係止部材２７が軸部材２０に外嵌合された状態に連結されている。これら突出部２６の突出端と係止部材２７との間には引張コイルばね２８が伸張状態に介装されていて、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向後側に常時付勢するようになっており、このことで、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側への片寄りを付与するようになっている。つまり、本実施形態では、この引張コイルばね２８は、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側の片寄りを付与する機能を有する。
【００３６】
上記制御ローラ６のローラ本体２２と支持部材２３との間には、検知部材としての検知リング２９が配置されている。この検知リング２９は、制御ローラ６の軸部材２０上に回転一体に設けられていて、ローラ本体２２との間には軸方向の一定の隙間が形成確保されてる。検知リング２９は、ローラ本体２２側（図４の右側）の端部径が該ローラ本体２２の外径と略同じであって、ローラ本体２２から軸心に沿って離れるに従って径が漸次拡大する断面テーパ状に形成されており、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１のベルト側縁部が乗り上げるようにして接触することで、図４及び図５の反時計回り方向に回転駆動されるようになっている。また、検知リング２９のローラ本体２２とは反対の側（同図の左側）の端部周縁は、半径方向外方に向かって突出する外向きフランジ状に形成されている。これらテーパ部分の側周面と、フランジ部分のローラ本体２２側（同図の右側）の面とは、転写搬送ベルト１との間での必要な摩擦係数の得られる材料で形成されている。そのような材料の一例としては、ステンレス鋼等の金属，ポリアセタールやポリアミド等の硬質樹脂，又は短繊維が混入されていて表面上の短繊維を一定方向に突出させたゴム等が挙げられる。
【００３７】
上記制御ローラ６の可動端６ａ上における検知リング２９のローラ本体２２とは反対の側（図３及び図４の左側）には、ピニオン３０が配置されている。このピニオン３０は軸部材２０に回転一体に連結されている。一方、上記支持部材２３の第２凹部２５の底部には、ピニオン３０に噛合するラック３１が設けられている。このラック３１のピッチラインは、制御ローラ６の軸心に直交する方向における案内面２３ａとの間の寸法が一定になるように、つまり、制御ローラ６の可動端６ａが案内面２３ａ上を摺動する際にピニオン３０が常時噛合するように設定されている。そして、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１が検知リング２９を回転駆動したときに、ピニオン３０が検知リング２９と同じ方向に回転してラック３１上をベルト走行方向前側に転動し、このことで、制御ローラ６の可動端６ａが引張コイルばね２８の付勢力に抗してベルト走行方向前側に移動するようになっている。
【００３８】
そして、本実施形態では、上記制御ローラ６と転写搬送ベルト１との間の接触面積Ｓが、Ｓ≧８２５０ｍｍ2 とされている。
【００３９】
具体的には、上記の接触面積Ｓは、フルカラーモード時には、
Ｓ＝２２×π×（１５４．９５／３６０）×３１２
≒９２８１〔ｍｍ2 〕＞８２５０〔ｍｍ2 〕
であり、一方、モノクロモード時には、
Ｓ＝２２×π×（１６８．９９／３６０）×３１２
≒１０１２２〔ｍｍ2 〕＞８２５０〔ｍｍ2 〕
である。
【００４０】
また、上記の接触面積Ｓを確保するために、既に説明したように、制御ローラ６は搬送スパンのベルト走行方向後端部側に配置されている。さらに、この制御ローラ６のベルト走行方向前側には、これも既に説明したように、案内ローラ７が配置されており、この案内ローラ７により制御ローラ６は搬送スパンから隔離されている。
【００４１】
次に、上記のように構成された転写搬送ユニットのベルト駆動装置Ｆにおけるベルト蛇行制御時の作動について説明する。
【００４２】
からプリンタの転写搬送ベルト１は、駆動ローラ４によりローラ３〜７間において反時計回り方向に走行駆動される。このとき、制御ローラ６の可動端６ａが引張コイルばね２８の付勢力により支持部材２３の案内面２３ａ上をベルト走行方向後側に移動するので、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上を走行する際に該制御ローラ６との摩擦接触により、可動端６ａ側に変位される。つまり、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１は、可動端６ａ側に片寄るようになる。
【００４３】
上記転写搬送ベルト１が可動端６ａ側に片寄ってベルト側縁部が検知リング２９に接触すると、この検知リング２９は転写搬送ベルト１により回転駆動される。すると、ピニオン３０が検知リング２９と同じ方向に回転して支持部材２３のラック３１上をベルト走行方向前側に転動する。これにより、制御ローラ６の可動端６ａは、引張コイルばね２８の付勢力に抗して、支持部材２３の案内面２３ａ上をベルト走行方向前側に移動する。すると、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上を走行する際に該制御ローラ６との摩擦接触により、今度は、固定端６ｂ側に変位する方向の力が加わる。
【００４４】
上記転写搬送ベルト１が固定端６ｂ側に変位することにより、この転写搬送ベルト１は検知リング２９から離れるようになる。これにより、検知リング２９が回転駆動されなくなるので、ピニオン３０の回転が止まり、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向前側に移動させようとする力はなくなる。その結果、制御ローラ６の可動端６ａは、引張コイルばね２８の付勢力により、再び、ベルト走行方向後側に移動する。これにより、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１には、再び可動端６ａ側に片寄る力が加わるようになる。
【００４５】
以上のような作動の繰返しを通じて、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上におけるベルト幅方向の一定の位置を走行するようになる。つまり、転写搬送ベルト１は、蛇行することなく走行することとなる。
【００４６】
そして、上記制御ローラ６が、転写搬送ベルト１との摩擦接触により該転写搬送ベルト１を固定端６ｂ側に変位させる際、制御ローラ６及び転写搬送ベルト１間の摩擦係数μがμ＝０．３である条件の下に、両者６，１間の接触面積ＳがＳ≧８２５０ｍｍ2 であるので、制御ローラ６による蛇行制御機能は、制御ローラ６上のベルト巻付角θや制御ローラ６の径Ｄの大きさに拘わらず適正に発揮されるようになる。
【００４７】
また、上記の制御ローラ６は、搬送スパンのベルト走行方向後端側に位置しており、一方、駆動ローラ４は、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置しているので、上記の接触面積Ｓは容易に確保され、しかも、駆動ローラ４に走行駆動される転写搬送ベルト１による記録用紙ｐの適正な搬送作動が損なわれることはない。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、搬送スパンに沿って配置された複数の画像形成部Ａ〜Ｄに対し、制御ローラ６に摩擦接触しつつ案内支持されて駆動ローラ４により走行駆動されることで記録用紙ｐを搬送する転写搬送ベルト１が可動端６ａ側に変位したときに、該転写搬送ベルト１との接触により回転駆動される検知リング２９のトルクを駆動源として、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向前側に移動させ、このことで、ベルト蛇行を制御するようにしたカラープリンタの転写搬送ユニットにおいて、制御ローラ６及び転写搬送ベルト１間の摩擦係数μがμ＝０．３である場合に、該両者６，１間の接触面積ＳをＳ≧８２５０ｍｍ2 とするようにしたので、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、転写搬送ベルト１に対する制御ローラ６の蛇行制御機能を適正に発揮させることができる。
【００４９】
また、上記の駆動ローラ４を、搬送スパンのベルト走行方向前端側に配置する一方、上記制御ローラ６を、搬送スパンのベルト走行方向後端側に配置するようにしたので、駆動ローラ４に走行駆動される転写搬送ベルト１による記録用紙ｐの搬送作動を損なわずに無理なく制御ローラ１上のベルト巻付角θを大きくすることができ、よって、上記の接触面積Ｓを容易に確保することができる。
【００５０】
さらに、上記の制御ローラ６を搬送スパンのベルト走行方向後端側に配置する際に、該制御ローラ６のベルト走行方向前側に案内ローラ７を配置し、この案内ローラ７により制御ローラ６を搬送スパンから隔離するようにしたので、搬送スパンにおいて制御ローラ６の蛇行制御作動に伴う転写搬送ベルト１のベルト厚さ方向の微小変動を回避することができ、そのようなベルト変動に起因する記録用紙ｐへの転写不良を未然に防止することができる。
【００５１】
尚、上記の実施形態では、制御ローラ６の一方の軸端のみを可動端６ａとするようにしているが、両方の軸端を可動端とするようにしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ピニオン３０及びラック３１により移動手段を構成するようにしているが、本発明では、検知リングのボス部にワイヤの一端側を巻き付け、そのワイヤの他端を支持部材２３に止着するようにしたワイヤ式のもの等、その他の構成の移動手段を用いることができる。
【００５３】
また、上記の実施形態では、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向後側に常時付勢する引張コイルばね２８により制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側の片寄りを付与するようにしているが、そのような片寄りを付与する手段としては、例えば制御ローラ以外のローラをベルト幅方向に対し傾斜させて配置する等、特に限定されない。
【００５４】
また、上記の実施形態では、制御ローラ６の一方の軸端のみを可動端とするようにしているが、両方の軸端を可動端とすることができる。その場合、上記の片寄付与手段は不要になる。
【００５５】
さらに、上記の実施形態では、電子写真方式のカラープリンタに組み込まれる転写搬送ユニットのベルト駆動装置Ｆの場合について説明しているが、本発明は種々のベルト駆動装置に適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、制御ローラに摩擦接触しつつ案内支持されて被搬送物を搬送するベルトが蛇行時に回転駆動する検知部材のトルクにより制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させてベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動において、制御ローラ及びベルト間の摩擦係数が０．３以上である場合に、該両者間の接触面積を８２５０ｍｍ2 以上とするようにしたので、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、ベルトに対する制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させることができる。
【００５７】
しかも、上記駆動ローラを、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置するローラにより構成する一方、上記制御ローラを、搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置するローラにより構成するようにしたので、駆動ローラに走行駆動されるベルトの搬送作動を損なうことなく、制御ローラ及びベルト間の接触面積を無理なく大きく確保することができる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、上記制御ローラのベルト走行方向前側にローラを配置し、そのローラにより制御ローラを搬送スパンから隔離するようにしたので、上記請求項１の発明による効果を得つつ、制御ローラの蛇行制御作動に伴ってベルトがベルト厚さ方向に変動することに起因する不具合の発生を未然に防止することができる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、電子写真装置として、上記のベルト駆動装置を備えるようにしたので、上記請求項１及び２の発明による効果を具体的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る転写搬送ユニットの全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】 転写搬送ユニットのベルト駆動装置の全体構成を示す側面図である。
【図３】 記録用紙供給側から見たベルト駆動装置の制御ローラ及びその周辺部分を示す正面図である。
【図４】 ベルト駆動装置の検知リング及びその周辺部分を示す斜視図である。
【図５】 検知リング及びその周辺部分を示す側面図である。
【図６】 フルカラーモード時（ａ）及びモノクロモード時（ｂ）の制御ローラに対するベルト巻付角を模式的に示す側面図である。
【図７】 一般的な転写搬送ユニットの全体構成を示す図１相当図である。
【符号の説明】
Ｆ ベルト駆動装置
１ 転写搬送ベルト（ベルト）
４ 駆動ローラ
５ テンションローラ（ローラ）
６ 制御ローラ
６ａ 可動端
７ 案内ローラ（ローラ）
２９ 検知リング（検知部材）
３０ ピニオン（移動手段）
３１ ラック（移動手段）
Ａ〜Ｄ 画像形成部（画像形成手段）
ｐ 記録用紙（被搬送物）
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録用紙等の被搬送物を搬送するベルトに対し摩擦接触しつつ案内支持する制御ローラによりベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動装置及びそれを備えた電子写真装置に関し、特に制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させる対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、電子写真方式のカラープリンタでは、図７に示すように、複数のローラａ〜ｃ間に転写搬送ベルトｄが走行可能に巻き掛けられており、この転写搬送ベルトｄの所定ローラｃ，ａ間に形成される搬送スパンに沿って、複数色分（図示する例では４色分）の画像形成部Ａ〜Ｄが配置されている。そして、各画像形成部Ａ〜Ｄでは、転写搬送ベルトｄを転写ローラｆにより感光ドラムｅに押し付けるようにして該感光ドラムｅ上のトナー像を転写搬送ベルトｄ上の記録用紙ｐに順次転写するようになっている。尚、同図のＥは、記録用紙ｐ上のトナー像を定着させる定着部である。
【０００３】
上記のようなカラープリンタにおいては、転写搬送ベルトｄが蛇行すると、トナー像の位置がベルト幅方向にずれて画像品質が低下することになる。その対策の１つとして、例えば特開平１１−２６３４６９号公報に記載されたベルト蛇行制御技術が知られている。
【０００４】
このものでは、複数のローラのうちの１つのローラにより、軸端がベルト走行方向に沿って移動可能な可動端とされた制御ローラが構成されているとともに、その可動端上には、該可動端側に変位した転写搬送ベルトにより回転駆動される検知リングが設けられている。そして、転写搬送ベルトが可動端側に変位して検知リングを回転駆動するときのトルクを利用して、制御ローラの可動端を移動させるようになっている。
【０００５】
また、上記制御ローラの可動端を移動させる際に、ベルト走行方向に直交する方向ではなく、ベルト走行方向前側に移動させ、このことで、制御ローラが転写搬送ベルトとの摩擦接触により該転写搬送ベルトをベルト幅方向における上記可動端とは反対の軸端側に変位させるようになっている。
【０００６】
したがって、これによれば、電気的な蛇行検知回路や専用の駆動手段を用いることなく、また、ベルト幅方向可動端側におけるベルト張力の増大を招くことなく、ベルト蛇行を制御することができる。
【０００７】
ところで、上記のカラープリンタでは、制御ローラが転写搬送ベルトとの摩擦接触により蛇行制御を行うものであることから、制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させるには、制御ローラと転写搬送ベルトとの間に十分な摩擦力を発生させる必要があり、そのために、従来の場合には、制御ローラに対する転写搬送ベルトの巻付角を大きくするようになされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の場合には、十分と考えられる程にベルト巻付角が確保されたとしても、例えば制御ローラの径が小さくなると、十分な摩擦力が得られなくなることがあり、そのような事態に対処するには、ベルト巻付角をできるだけ大きくせざるを得ず、その結果、ベルトレイアウト上において過剰な制約を受け、装置全体の大形化や複雑化を招き易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、制御ローラに摩擦接触しつつ案内支持されて記録用紙等の被搬送物を搬送するベルトの蛇行時に、該ベルトとの接触により回転駆動される検知部材のトルクを駆動源として制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させることでベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動装置において、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、該制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させられるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、「制御ローラ及びベルト間の摩擦力の大きさは、最終的には、両者間の接触面積に依存するものである」という知見に基づき、その両者間の接触面積の下限値を設定することで、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させられるようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、軸心が互いに略平行となるように配置された複数のローラと、これら複数のローラ間に走行可能に巻き掛けられていて、該複数のローラのうちの所定ローラ間に形成されるスパンが被搬送物を搬送する搬送スパンとされたエンドレスのベルトと、複数のローラのうちの１つのローラからなっていて、ベルトを該ベルト上に載置された被搬送物を搬送するように走行駆動する駆動ローラと、複数のローラのうちの１つ以上のローラからなっていて、少なくとも一方の軸端がベルト走行方向に沿って移動可能な可動端とされた制御ローラと、この制御ローラの可動端上に該可動端側に変位した制御ローラ上のベルトとの接触により回転駆動されるように設けられた検知部材と、この検知部材が回転駆動されたときに、該検知部材のトルクにより制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させる移動手段とを備えたベルト駆動装置が前提である。
【００１２】
そして、上記の駆動ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置するローラにより構成されており、一方、上記の制御ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置するローラにより構成されているものとする。その際に、上記制御ローラと転写搬送ベルトとの間の摩擦係数が、０．３以上である場合に、制御ローラと転写搬送ベルトとの間の接触面積が、８２５０ｍｍ2 以上とされているものとする。
【００１３】
上記の構成において、ベルト駆動装置のベルトが駆動ローラに駆動されてローラ間を走行することにより、所定ローラ間に形成された搬送スパンでは、ベルト上に載置された被搬送物が搬送される。
【００１４】
一方、上記のベルトに蛇行が発生するのに伴い、制御ローラ上においてベルトが可動端側に変位すると、そのベルトは検知部材に接触して該検知部材を回転駆動する。この検知部材のトルクにより、移動手段は制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させる。これにより、制御ローラは、ベルトとの摩擦接触により該ベルトをベルト幅方向における上記可動端とは反対の軸端側に変位させるように案内する。よって、制御ローラ上のベルトが可動端側に変位するようなベルト蛇行は回避される。
【００１５】
上記の作動において、駆動ローラは、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置し、搬送スパンがベルトの張り側になるようにしているので、駆動ローラが搬送スパンのベルト走行方向後端側に位置していて搬送スパンがベルト緩み側になる場合よりも、緩みによるベルトのばた付きが生じにくく、ベルトによる被搬送物の搬送作動は適正に行われる。
【００１６】
一方、制御ローラは、搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置しているので、それだけで該制御ローラに対するベルト巻付角を大きくすることができる。よって、制御ローラが搬送スパンのベルト走行方向後端の内側（搬送スパンの下方）に位置し、制御ローラ近傍で下方側からベルト背面に別のローラを当てて該制御ローラへの巻付角を大きくする場合に比べて、装置の大形化や複雑化を招くことなく、ベルトとの接触面積を無理なく大きくでき、しかも、駆動ローラに走行駆動されるベルトによる被搬送物の適正な搬送作動を損なわない。
【００１７】
そして、制御ローラが、ベルトとの摩擦接触により該ベルトを変位させる際、制御ローラ及びベルト間の摩擦係数μが、μ≧０．３である場合に、両者間の接触面積Ｓが、Ｓ≧８２５０ｍｍ2 であるので、制御ローラによる蛇行制御機能は、例えば制御ローラ上のベルト巻付角や制御ローラの径の大きさに拘わらず適正に発揮されるようになる。
【００１８】
尚、上記摩擦係数μがμ＝０．３であるときに、接触面積Ｓが８２５０ｍｍ2 未満（Ｓ＜８２５０ｍｍ2 ）であると、制御ローラの安定した蛇行制御機能は発揮されない。また、摩擦係数μが０．３を超える場合（μ＞０．３）には、接触面積Ｓが８２５０ｍｍ2 よりも小さく（Ｓ＜８２５０ｍｍ2 ）ても、十分な摩擦力を確保できる場合もあるが、上記のように接触面積Ｓの下限値を定めることにより、ベルトレイアウト上の制約は、少なくとも従来の場合に比べて確実に緩和されることになる。
【００１９】
請求項２の発明では、上記請求項１の発明において、制御ローラのベルト走行方向前側には、該制御ローラを搬送スパンから隔離するローラが配置されているものとする。
【００２０】
上記の構成において、制御ローラのベルト走行方向前側には、ローラが位置しており、このローラにより、制御ローラは搬送スパンから隔離される。よって、制御ローラが搬送スパンのベルト走行方向一端側に配置される際に、該制御ローラの蛇行制御作動に伴う搬送スパンでの被搬送物のベルト厚さ方向の変動が回避され、そのような変動に起因する不具合の発生は未然に防止される。
【００２１】
請求項３の発明では、上記のベルト駆動装置を備えた電子写真装置として、被搬送物は、トナー像が転写される記録用紙とされているものとする。そして、ベルト駆動装置の搬送スパンに沿って配置されていて、上記のトナー像を形成するとともに該形成したトナー像をベルト駆動装置のベルト上の記録用紙に転写する画像形成手段を備えているものとする。
【００２２】
上記の構成において、電子写真装置では、ベルト駆動装置のベルトが駆動ローラに駆動されてローラ間を走行するのに伴い、搬送スパンでは、画像形成手段により、ベルト上に載置された記録用紙にトナー像が転写される。よって、上記請求項１及び２の発明での作用は具体的に営まれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る転写搬送ユニットの全体構成を模式的に示しており、この転写搬送ユニットは、電子写真方式のカラープリンタに組み込まれて、トナー像を形成するとともにそのトナー像を記録用紙ｐ上に転写して定着させるために用いられる。
【００２５】
上記転写搬送ユニットは、各色のトナー像を形成しつつ該トナー像を記録用紙ｐ上に転写する複数（図示する例では４つ）の画像形成部Ａ〜Ｄと、記録用紙ｐ上に転写されたトナー像を定着させる定着部Ｅとを備えている。また、転写搬送ベルト１を有していて、該転写搬送ベルト１を図１の反時計回り方向に走行駆動することにより、図外の給紙部から供給された記録用紙ｐを４つの画像形成部Ａ〜Ｄを順に経由して定着部Ｅに送るベルト駆動装置Ｆを備えている。
【００２６】
上記の各画像形成部Ａ〜Ｄには、トナー像を形成しつつ該トナー像を記録用紙ｐとの接触により該記録用紙ｐ上に転写する円筒状の感光ドラム２と、トナーとは逆の極性の電荷が付与されていて、対応する感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込んで該転写搬送ベルト１上の記録用紙ｐを感光ドラム２に接触させるための転写ローラ３とを有する。これら４つの画像形成部Ａ〜Ｄは、定着部Ｅに向かってベルト走行方向（図１に矢印で示す方向）に順に並ぶように配置されており、１番目の画像形成部Ａはイエローのトナー像を、２番目の画像形成部Ｂはマゼンタのトナー像を、３番目の画像形成部Ｃはシアンのトナー像を、そして、最後となる４番目の画像形成部Ｄはブラックのトナー像をそれぞれ形成して記録用紙ｐ上に転写するようになっている。また、転写搬送ベルト１は、本実施形態ではそのベルト幅寸法ＷがＷ＝３１２ｍｍであり、その基材には、比誘電率の高いＰＥＴ（ポリエステル），ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体），ＰＶＤＦ（フッ化ビニリデン樹脂）等の樹脂系フィルムが用いられており、その表面には誘電体材料が配置されている。
【００２７】
上記ベルト駆動装置Ｆは、図２にも示すように、軸心が互いに略平行となるように配置された４本のローラ４〜７を備えており、上記の転写搬送ベルト１は、これらローラ４〜７間に走行可能に巻き掛けられている。これらローラ４〜７のうち、定着部Ｅの近傍に配置されたローラ４は、転写搬送ベルト１との摩擦接触により該転写搬送ベルト１を走行駆動する駆動ローラであり、この駆動ローラ４は転写搬送ユニットのシャーシ８に回転可能に支持されていて、図外の電動モータに駆動連結されている。駆動ローラ４の材料としては、転写搬送ベルト１との間に高い摩擦係数（μ≧０．３）の得られるもの、例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン共重合体）系の架橋ゴム等が採用される。尚、その他のローラ５〜７の材料としては、ステンレス鋼やアルミニウム合金等の金属が用いられる。
【００２８】
上記駆動ローラ４のベルト走行方向前側（図１及び図２の右下側）に配置されたローラ５は、転写搬送ベルト１に張力を付与するためのテンションローラである。このテンションローラ５は、シャーシ８に取り付けられた１対のＬ字状部材９，９の各一端に回転可能に取り付けられている。各Ｌ字状部材９は、その屈曲部においてテンションローラ５の軸心に直交する鉛直面内において揺動可能にシャーシ８に枢支されていて、その他端とシャーシ８との間には、Ｌ字状部材９をテンションローラ５が転写搬送ベルト１の内周面を押圧する方向（図２の時計回り方向）に常時付勢する引張コイルばね１０が介装されており、これにより、転写搬送ベルト１に張力が付与されるようになっている。
【００２９】
上記テンションローラ５のベルト走行方向前側（図１及び図１の右側）に配置されたローラ６は、転写搬送ベルト１の蛇行を制御するための制御ローラである。この制御ローラ６は、後に詳しく説明するが、一方の軸端がローラ軸心に直交する方向に移動可能な可動端６ａとされていて、この可動端６ａの移動により転写搬送ベルト１の蛇行を制御するようになっている。
【００３０】
上記制御ローラ６のベルト走行方向前側（図１及び図２の左側）に配置されたローラ７は案内ローラであり、この案内ローラ７と駆動ローラ４との間に形成されている転写搬送ベルト１の上下２つのスパンのうち、上側のスパンが搬送スパンとされている。また、案内ローラ７の上方には、該案内ローラ７と平行な軸心回りに回転可能な補助ローラ１１が配置されている。これら上下１対のローラ７，１１は、転写搬送ベルト１をベルト厚さ方向に挟み込んだ状態で該転写搬送ベルト１の走行に伴って連れ回りすることで、給紙部から供給された記録用紙ｐを転写搬送ベルト１の走行速度に合わせて該転写搬送ベルト１上に受け取るようになっている。
【００３１】
上記４つの画像形成部Ａ〜Ｄのうち、ブラック用の画像形成部Ｄ以外の３つの画像形成部Ａ〜Ｃの各転写ローラ３と、案内ローラ７及び補助ローラ１１とは、図３に示すように、転写フレーム１２に回転可能に保持されており、その転写フレーム１２は、ブラック用の画像形成部Ｄの転写ローラ３と同じ軸心回りに揺動可能にシャーシ８に枢支されている。その際に、ブラック用画像形成部Ｄの転写ローラ３は、対応する感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を常に挟み込む位置に配置されていてシャーシ８に直接に取り付けられている。この転写フレーム１２は、次に述べる揺動機構により、フルカラープリントの行われるフルカラーモード時には、全ての画像形成部Ａ〜Ｄの転写ローラ３が感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込む位置に上方回動し、一方、モノクロプリントの行われるモノクロモード時には、ブラック用以外の３つの各画像形成部Ａ〜Ｃの転写ローラ３が感光ドラム２との間に転写搬送ベルト１を挟み込む上記の位置から下方に回動するようになっている。
【００３２】
上記転写フレーム１２の下方には、該転写フレーム１２をモードに応じて揺動させる揺動機構１３が設けられている。この揺動機構１３は、上記のローラ３〜７，１１に平行に配置された駆動軸１４を有しており、この駆動軸１４は、図外の駆動手段に駆動連結されていて、モードが切り換えられる毎に半回転ずつ回転駆動されるようになっている。また、駆動軸１４には、カム部材１５が回転一体に連結されており、駆動軸１４の側方（図２の右方）には、該駆動軸１４に平行に配置された支持軸１６が設けられている。この支持軸１６は両端においてシャーシ８に支持されており、支持軸１６には、各々、該支持軸１６に直交する方向に延びるように設けられた中間部材１７及び押圧部材１８が支持軸１６回りに揺動可能に取り付けられている。中間部材１７は、一端部（同図の左端部）の下面が上記のカム部材１５に接触するように配置されており、押圧部材１８は、一端部（同図の左端部）の上面が転写フレーム１２の下面に下方から接触するように配置されている。また、中間部材１７及び押圧部材１８の両他端部（同図の両右端部）は上下に対向するように配置されており、これら両他端部間には圧縮コイルばね１９が縮装されていて、中間部材１７及び押圧部材１８を各一端部がそれぞれカム部材１５及び転写フレーム１２に押し付けられるように常時付勢している。そして、フルカラーモード時には、駆動軸１４の回転によりカム部材１５が中間部材１７の一端部を押し上げることにより、押圧部材１８の他端部が押し下げられて該押圧部材１８の一端部が転写フレーム１２を押し上げ、一方、モノクロモード時には、駆動軸１４の回転によりカム部材１５が中間部材１７の一端部の下方移動を許容することにより、転写フレーム１２が下方回動するようになっている。
【００３３】
上記の制御ローラ６は、図３に示すように、軸部材２０と、この軸部材２０に套嵌されていて、軸方向両端部に配置された軸受２１，２１を介して該軸部材２０に回転可能に保持されたローラ本体２２とからなっており、このローラ本体２２の外径Ｄは、本実施形態では、Ｄ＝２２ｍｍとされている。上記の可動端６ａは、軸部材２０の両端部のうちの一方（図３の左方）の端部により構成されており、この可動端６ａは、ビス４２，４２，…によりシャーシ８に取り付けられた支持部材２３に支持されている。軸部材２０の他方（同図の右方）の端部は、軸心に直交する方向に移動不能な固定端６ｂとされており、この固定端６ｂはシャーシ８に支持されている。また、この制御ローラ６に対する転写搬送ベルト１の巻付角θは、図６（ａ）に示すフルカラーモード時には、θ＝１５４．９５°となり、一方、図６（ｂ）に示すモノクロモード時には、θ＝１６８．９９°となるようになされている。
【００３４】
上記支持部材２３の周縁部は、図４及び図５に示すように、略半円形状をなしており、支持部材２３は、その周縁部の直線状の部分が、転写搬送ベルト１の張力により制御ローラ６に加わる力を略直角に受ける向きに位置するように配置されている。この直線状部分における中央部には、比較的小さい第１の凹部２４が切り欠かれた状態に形成されており、この第１凹部２４のローラ本体２２側（図４の右側）には比較的大きい第２の凹部２５が同じく切り欠かれた状態に形成されている。制御ローラ６の可動端６ａは、これら第１及び第２凹部２４，２５内を軸方向に貫通して配置されている。その際に、第１凹部２４の底面はベルト走行方向（図４及び図５の略上方向）前後に延びる案内面２３ａに形成されており、可動端６ａは、この案内面２３ａによりベルト走行方向前後に摺動可能に案内支持されている。そして、可動端６ａがベルト走行方向前側（同各図の上側）に移動することにより、ローラ本体２２が転写搬送ベルト１に該転写搬送ベルト１を固定端６ｂ側（図４の右側）に変位させる方向に案内しつつ回転し、これとは反対に、可動端６ａがベルト走行方向後側（同各図の下側）に移動することにより、ローラ本体２２が転写搬送ベルト１に該転写搬送ベルト１を可動端６ａ側（図４の左側）に変位させる方向に案内しつつ回転するようになっている。
【００３５】
上記支持部材２３の取り付けられているシャーシ８部分（図３の左側部分）の該支持部材２３よりもベルト走行方向後側には、ベルト幅方向側方に向かって突出する突出部２６が設けられている。一方、制御ローラ６の可動端６ａ上には、環状の係止部材２７が軸部材２０に外嵌合された状態に連結されている。これら突出部２６の突出端と係止部材２７との間には引張コイルばね２８が伸張状態に介装されていて、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向後側に常時付勢するようになっており、このことで、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側への片寄りを付与するようになっている。つまり、本実施形態では、この引張コイルばね２８は、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側の片寄りを付与する機能を有する。
【００３６】
上記制御ローラ６のローラ本体２２と支持部材２３との間には、検知部材としての検知リング２９が配置されている。この検知リング２９は、制御ローラ６の軸部材２０上に回転一体に設けられていて、ローラ本体２２との間には軸方向の一定の隙間が形成確保されてる。検知リング２９は、ローラ本体２２側（図４の右側）の端部径が該ローラ本体２２の外径と略同じであって、ローラ本体２２から軸心に沿って離れるに従って径が漸次拡大する断面テーパ状に形成されており、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１のベルト側縁部が乗り上げるようにして接触することで、図４及び図５の反時計回り方向に回転駆動されるようになっている。また、検知リング２９のローラ本体２２とは反対の側（同図の左側）の端部周縁は、半径方向外方に向かって突出する外向きフランジ状に形成されている。これらテーパ部分の側周面と、フランジ部分のローラ本体２２側（同図の右側）の面とは、転写搬送ベルト１との間での必要な摩擦係数の得られる材料で形成されている。そのような材料の一例としては、ステンレス鋼等の金属，ポリアセタールやポリアミド等の硬質樹脂，又は短繊維が混入されていて表面上の短繊維を一定方向に突出させたゴム等が挙げられる。
【００３７】
上記制御ローラ６の可動端６ａ上における検知リング２９のローラ本体２２とは反対の側（図３及び図４の左側）には、ピニオン３０が配置されている。このピニオン３０は軸部材２０に回転一体に連結されている。一方、上記支持部材２３の第２凹部２５の底部には、ピニオン３０に噛合するラック３１が設けられている。このラック３１のピッチラインは、制御ローラ６の軸心に直交する方向における案内面２３ａとの間の寸法が一定になるように、つまり、制御ローラ６の可動端６ａが案内面２３ａ上を摺動する際にピニオン３０が常時噛合するように設定されている。そして、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１が検知リング２９を回転駆動したときに、ピニオン３０が検知リング２９と同じ方向に回転してラック３１上をベルト走行方向前側に転動し、このことで、制御ローラ６の可動端６ａが引張コイルばね２８の付勢力に抗してベルト走行方向前側に移動するようになっている。
【００３８】
そして、本実施形態では、上記制御ローラ６と転写搬送ベルト１との間の接触面積Ｓが、Ｓ≧８２５０ｍｍ2 とされている。
【００３９】
具体的には、上記の接触面積Ｓは、フルカラーモード時には、
Ｓ＝２２×π×（１５４．９５／３６０）×３１２
≒９２８１〔ｍｍ2 〕＞８２５０〔ｍｍ2 〕
であり、一方、モノクロモード時には、
Ｓ＝２２×π×（１６８．９９／３６０）×３１２
≒１０１２２〔ｍｍ2 〕＞８２５０〔ｍｍ2 〕
である。
【００４０】
また、上記の接触面積Ｓを確保するために、既に説明したように、制御ローラ６は搬送スパンのベルト走行方向後端部側に配置されている。さらに、この制御ローラ６のベルト走行方向前側には、これも既に説明したように、案内ローラ７が配置されており、この案内ローラ７により制御ローラ６は搬送スパンから隔離されている。
【００４１】
次に、上記のように構成された転写搬送ユニットのベルト駆動装置Ｆにおけるベルト蛇行制御時の作動について説明する。
【００４２】
からプリンタの転写搬送ベルト１は、駆動ローラ４によりローラ３〜７間において反時計回り方向に走行駆動される。このとき、制御ローラ６の可動端６ａが引張コイルばね２８の付勢力により支持部材２３の案内面２３ａ上をベルト走行方向後側に移動するので、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上を走行する際に該制御ローラ６との摩擦接触により、可動端６ａ側に変位される。つまり、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１は、可動端６ａ側に片寄るようになる。
【００４３】
上記転写搬送ベルト１が可動端６ａ側に片寄ってベルト側縁部が検知リング２９に接触すると、この検知リング２９は転写搬送ベルト１により回転駆動される。すると、ピニオン３０が検知リング２９と同じ方向に回転して支持部材２３のラック３１上をベルト走行方向前側に転動する。これにより、制御ローラ６の可動端６ａは、引張コイルばね２８の付勢力に抗して、支持部材２３の案内面２３ａ上をベルト走行方向前側に移動する。すると、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上を走行する際に該制御ローラ６との摩擦接触により、今度は、固定端６ｂ側に変位する方向の力が加わる。
【００４４】
上記転写搬送ベルト１が固定端６ｂ側に変位することにより、この転写搬送ベルト１は検知リング２９から離れるようになる。これにより、検知リング２９が回転駆動されなくなるので、ピニオン３０の回転が止まり、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向前側に移動させようとする力はなくなる。その結果、制御ローラ６の可動端６ａは、引張コイルばね２８の付勢力により、再び、ベルト走行方向後側に移動する。これにより、制御ローラ６上の転写搬送ベルト１には、再び可動端６ａ側に片寄る力が加わるようになる。
【００４５】
以上のような作動の繰返しを通じて、転写搬送ベルト１は、制御ローラ６上におけるベルト幅方向の一定の位置を走行するようになる。つまり、転写搬送ベルト１は、蛇行することなく走行することとなる。
【００４６】
そして、上記制御ローラ６が、転写搬送ベルト１との摩擦接触により該転写搬送ベルト１を固定端６ｂ側に変位させる際、制御ローラ６及び転写搬送ベルト１間の摩擦係数μがμ＝０．３である条件の下に、両者６，１間の接触面積ＳがＳ≧８２５０ｍｍ2 であるので、制御ローラ６による蛇行制御機能は、制御ローラ６上のベルト巻付角θや制御ローラ６の径Ｄの大きさに拘わらず適正に発揮されるようになる。
【００４７】
また、上記の制御ローラ６は、搬送スパンのベルト走行方向後端側に位置しており、一方、駆動ローラ４は、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置しているので、上記の接触面積Ｓは容易に確保され、しかも、駆動ローラ４に走行駆動される転写搬送ベルト１による記録用紙ｐの適正な搬送作動が損なわれることはない。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、搬送スパンに沿って配置された複数の画像形成部Ａ〜Ｄに対し、制御ローラ６に摩擦接触しつつ案内支持されて駆動ローラ４により走行駆動されることで記録用紙ｐを搬送する転写搬送ベルト１が可動端６ａ側に変位したときに、該転写搬送ベルト１との接触により回転駆動される検知リング２９のトルクを駆動源として、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向前側に移動させ、このことで、ベルト蛇行を制御するようにしたカラープリンタの転写搬送ユニットにおいて、制御ローラ６及び転写搬送ベルト１間の摩擦係数μがμ＝０．３である場合に、該両者６，１間の接触面積ＳをＳ≧８２５０ｍｍ2 とするようにしたので、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、転写搬送ベルト１に対する制御ローラ６の蛇行制御機能を適正に発揮させることができる。
【００４９】
また、上記の駆動ローラ４を、搬送スパンのベルト走行方向前端側に配置する一方、上記制御ローラ６を、搬送スパンのベルト走行方向後端側に配置するようにしたので、駆動ローラ４に走行駆動される転写搬送ベルト１による記録用紙ｐの搬送作動を損なわずに無理なく制御ローラ１上のベルト巻付角θを大きくすることができ、よって、上記の接触面積Ｓを容易に確保することができる。
【００５０】
さらに、上記の制御ローラ６を搬送スパンのベルト走行方向後端側に配置する際に、該制御ローラ６のベルト走行方向前側に案内ローラ７を配置し、この案内ローラ７により制御ローラ６を搬送スパンから隔離するようにしたので、搬送スパンにおいて制御ローラ６の蛇行制御作動に伴う転写搬送ベルト１のベルト厚さ方向の微小変動を回避することができ、そのようなベルト変動に起因する記録用紙ｐへの転写不良を未然に防止することができる。
【００５１】
尚、上記の実施形態では、制御ローラ６の一方の軸端のみを可動端６ａとするようにしているが、両方の軸端を可動端とするようにしてもよい。
【００５２】
また、上記の実施形態では、ピニオン３０及びラック３１により移動手段を構成するようにしているが、本発明では、検知リングのボス部にワイヤの一端側を巻き付け、そのワイヤの他端を支持部材２３に止着するようにしたワイヤ式のもの等、その他の構成の移動手段を用いることができる。
【００５３】
また、上記の実施形態では、制御ローラ６の可動端６ａをベルト走行方向後側に常時付勢する引張コイルばね２８により制御ローラ６上の転写搬送ベルト１に可動端６ａ側の片寄りを付与するようにしているが、そのような片寄りを付与する手段としては、例えば制御ローラ以外のローラをベルト幅方向に対し傾斜させて配置する等、特に限定されない。
【００５４】
また、上記の実施形態では、制御ローラ６の一方の軸端のみを可動端とするようにしているが、両方の軸端を可動端とすることができる。その場合、上記の片寄付与手段は不要になる。
【００５５】
さらに、上記の実施形態では、電子写真方式のカラープリンタに組み込まれる転写搬送ユニットのベルト駆動装置Ｆの場合について説明しているが、本発明は種々のベルト駆動装置に適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、制御ローラに摩擦接触しつつ案内支持されて被搬送物を搬送するベルトが蛇行時に回転駆動する検知部材のトルクにより制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させてベルト蛇行を制御するようにしたベルト駆動において、制御ローラ及びベルト間の摩擦係数が０．３以上である場合に、該両者間の接触面積を８２５０ｍｍ2 以上とするようにしたので、ベルトレイアウト上の過剰な制約を受けることなく、ベルトに対する制御ローラの蛇行制御機能を適正に発揮させることができる。
【００５７】
しかも、上記駆動ローラを、搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置するローラにより構成する一方、上記制御ローラを、搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置するローラにより構成するようにしたので、駆動ローラに走行駆動されるベルトの搬送作動を損なうことなく、制御ローラ及びベルト間の接触面積を無理なく大きく確保することができる。
【００５８】
請求項２の発明によれば、上記制御ローラのベルト走行方向前側にローラを配置し、そのローラにより制御ローラを搬送スパンから隔離するようにしたので、上記請求項１の発明による効果を得つつ、制御ローラの蛇行制御作動に伴ってベルトがベルト厚さ方向に変動することに起因する不具合の発生を未然に防止することができる。
【００５９】
請求項３の発明によれば、電子写真装置として、上記のベルト駆動装置を備えるようにしたので、上記請求項１及び２の発明による効果を具体的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る転写搬送ユニットの全体構成を模式的に示す側面図である。
【図２】 転写搬送ユニットのベルト駆動装置の全体構成を示す側面図である。
【図３】 記録用紙供給側から見たベルト駆動装置の制御ローラ及びその周辺部分を示す正面図である。
【図４】 ベルト駆動装置の検知リング及びその周辺部分を示す斜視図である。
【図５】 検知リング及びその周辺部分を示す側面図である。
【図６】 フルカラーモード時（ａ）及びモノクロモード時（ｂ）の制御ローラに対するベルト巻付角を模式的に示す側面図である。
【図７】 一般的な転写搬送ユニットの全体構成を示す図１相当図である。
【符号の説明】
Ｆ ベルト駆動装置
１ 転写搬送ベルト（ベルト）
４ 駆動ローラ
５ テンションローラ（ローラ）
６ 制御ローラ
６ａ 可動端
７ 案内ローラ（ローラ）
２９ 検知リング（検知部材）
３０ ピニオン（移動手段）
３１ ラック（移動手段）
Ａ〜Ｄ 画像形成部（画像形成手段）
ｐ 記録用紙（被搬送物）
Claims (3)
- 軸心が互いに略平行となるように配置された複数のローラと、
上記複数のローラ間に走行可能に巻き掛けられ、該複数のローラのうちの所定ローラ間に形成されるスパンが被搬送物を搬送する搬送スパンとされたエンドレスのベルトと、
上記複数のローラのうちの１つのローラからなり、上記ベルトを該ベルト上に載置された被搬送物を搬送するように走行駆動する駆動ローラと、
上記複数のローラのうちの１つ以上のローラからなり、少なくとも一方の軸端がベルト走行方向に沿って移動可能な可動端とされた制御ローラと、
上記制御ローラの可動端上に該可動端側に変位した制御ローラ上のベルトとの接触により回転駆動されるように設けられた検知部材と、
上記検知部材が回転駆動されたときに、該検知部材のトルクにより上記制御ローラの可動端をベルト走行方向前側に移動させる移動手段とを備えたベルト駆動装置であって、
上記駆動ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向前端側に位置するローラにより構成され、
上記制御ローラは、上記搬送スパンのベルト走行方向後端外側に位置するローラにより構成され、
上記制御ローラと上記ベルトとの間の摩擦係数μが、μ≧０．３とされ、
上記制御ローラと上記ベルトとの間の接触面積Ｓが、Ｓ≧８２５０ｍｍ2 とされている ことを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項１記載のベルト駆動装置において、
制御ローラのベルト走行方向前側に、該制御ローラを搬送スパンから隔離するローラが配置されている
ことを特徴とするベルト駆動装置。 - 請求項１又は２記載のベルト駆動装置を備えた電子写真装置であって、 被搬送物は、トナー像が転写される記録用紙であり、
上記ベルト駆動装置の搬送スパンに沿って配置され、上記トナー像を形成するとともに該形成したトナー像をベルト駆動装置のベルト上の記録用紙に転写する画像形成手段を備えている
ことを特徴とする電子写真装置。
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