JP4207269B2 - ベルト駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動装置に関し、特にプリンタや複写機等の電子写真装置の感光体ベルトや転写ベルトを、安定に、かつ安全に駆動するベルト駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のベルト駆動装置は、ベルトの片寄りを防止するため、図3に示すような構成となっている。ベルト1は、駆動ローラ2、従動ローラ3、テンションローラ4の3本に架け渡されている。駆動ローラ2は図示されない駆動源から回転力が伝達され矢印Pの方向へ回転し、ベルト1は矢印Qの方向へ走行する。テンションローラ4は回動軸60を中心に回動するアーム6に支持されアーム6に掛けられたテンションバネ7によりベルト1に張力を与えるようになっている。
【0003】
一方、図4に示すように、駆動ローラ2の端部には駆動ローラ回転軸2aがあり、駆動ローラ回転軸2aには駆動ローラ2とは独立して回転するリング5aを設け、ベルト1が片寄るとベルト1の両端部の内周に形成した突起部1aとリング5aが接触し、突起部1aとリング5aの摩擦力によりリング5aが回動する構成となっている。
【0004】
ここで、リング5aの側端とテンションローラ4は伝達手段であるリンク8を介して結ばれており、リング5aの回転力はリンク8を介して直線運動に変換され、図3に示すように、リング5aが回動するとアーム6が回動点60を中心に矢印Rの方向に回動し、テンションローラ4がベルト張力の緩む方向に移動する。
【0005】
したがって、ベルト1が左右どちらかに片寄ると、片寄り方向と反対側の張力が緩み、ベルト1は張力の緩んだ方向に移動し、片寄りを補正するようになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のベルト駆動装置は、ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部とリングが接触した瞬間に、伝達手段を介して片寄りを急激に補正するため、ベルトに速度変動が起こり易い。したがって、上記従来の装置を、例えば電子写真装置の感光体ベルト駆動装置に使用した場合、ベルトに速度変動が起こるとベルト上に形成された画像が乱れ、印字画像が変形する等の画像欠陥を生じる。
【0007】
また、カラー画像の場合は、電子写真装置内でベルト上、またはベルトに隣接する中間転写体等に異なった色を重ね合わせてカラー画像を形成するが、ベルトに速度変動が起きると、色の重ね合わせのずれにより所望の色が得られず、画像欠陥となってしまう。
【0008】
また、前記リングは伝達手段を介してテンションローラに結ばれているため、ベルトに従動して回転することができない。よってベルトの片寄り補正時には、リングとベルト両端近傍の内周に形成した突起部とは相対速度差を有して摩擦摺動することになる。
【0009】
一般に、ベルト両端近傍の内周に形成する突起部は、曲率の小さなところでもベルトに追従できるようにシリコンゴム、ウレタンゴム等の軟らかい材質を用いることが多い。しかし、このような材質は、耐摩耗性が悪く、リングとの摩擦摺動により経時的に摩耗が進行し、磨滅により摩耗粉を発生する。
【0010】
この摩耗粉はベルトの背面や駆動ローラ等の各種ローラに付着し、ベルトを面外変形させ、画像転写時の障害となり、印字抜け等の画像欠陥を発生させる等、寿命上の問題となる。さらにこの突起部とリングの摩擦摺動はベルトの駆動力を増大させ、またベルトには過大な応力がかかり、ベルトを損傷させる問題があった。
【0011】
本発明の目的は、ベルトの片寄りを緩やかに補正し、また、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部の片寄り補正時の摩耗や、過大な応力によるベルトの損傷を防止できるベルト駆動装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるベルト駆動装置の特徴とするところは、第一リングの外側で、かつ第一リングに隣接した位置に、第一リングと回転軸が同じで回転自由に設けられた第二リングを、ベルトの突起部が接触することにより伝達される回転力で回転させ、かつ第二リングの側面と第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、第二リングの回転力を第一リングに伝達するように構成することにある。
【0013】
具体的には本発明は次に掲げる装置を提供する。
【0014】
本発明は、ベルトと、該ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部と、前記ベルトを駆動する駆動ローラと、前記ベルトを架け渡している1本以上の従動ローラと、前記ベルトに張力を付与するテンションローラと、前記駆動ローラ軸両端に前記駆動ローラと回転軸が同じで回転自由に設けた第一リングと、一端を前記第一リング側端に回転自由に、もう一端を前記テンションローラに回転自由に支持し、前記第一リングの回転力を前記テンションローラに伝達し前記テンションローラを移動させる伝達手段と、から構成されるベルト駆動装置において、
前記第一リングの外側で、かつ前記第一リングに隣接した位置に、前記第一リングと回転軸が同じで回転自由な第二リングを設け、前記第二リングは、前記ベルトの突起部が接触することにより伝達される前記ベルトの回転力で回転し、かつ前記第二リングの側面と前記第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成されていることを特徴とするベルト駆動装置を提供する。
【0015】
好ましくは、前記第一リングと前記第二リングとの間に、前記第一リング及び第二リングと回転軸が同じで、かつ回転自由な少なくても一つ以上の他のリングを設け、一連の前記各リングの側面が互いに摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成する。
【0016】
好ましくは、前記突起部と前記第二リングとの接触面の摩擦係数を、前記各リング間の摺動面の摩擦係数より大きくする。
【0017】
好ましくは、前記突起部と前記第二リングとの接触面及び前記各リング間の摺動面の摩擦係数を、前記回転力の伝達順序に従って、順番に小さくする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置を、図を用いて説明する。
【0019】
図1は、本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置の側面を示し、図2は、図1のA−A断面を示す。
図1に示すように、ベルト1は、駆動ローラ2、従動ローラ3、テンションローラ4の3本に架け渡されている。ベルト1は、走行を安定させるために、プラスチックや薄肉の金属等、できるだけ伸びの少ない材質を基材として形成されている。駆動ローラ2は図示されない駆動源から回転力が伝達され矢印Pの方向に回転し、ベルト1は矢印Qの方向に走行する。
【0020】
駆動ローラ2の表面にはゴムを被覆したり、表面処理等によりできるだけ高い摩擦係数を持たせることにより、ベルト1に回転力を効率よく伝えるようになっている。また、テンションローラ4は回動軸60を中心に回動するアーム6に支持されアーム6に掛けられたテンションバネ7によりベルト1に張力を与えるようになっている。
【0021】
一方、図2に示すように、駆動ローラ2の両端部には駆動ローラ回転軸2aがあり、駆動ローラ回転軸2aには、駆動ローラ2の両端部外側に位置し、かつ駆動ローラ2と独立して回転する第一リング5aを設ける。
【0022】
さらに、第一リング5aの外側に隣接させ、駆動ローラ2及び第一リング5aとは独立して回転し、かつ第一リング5aと摩擦摺動する第二リング5bを、設ける。
【0023】
また、ベルト1の両端近傍の内周には突起部1aを形成する。この突起部1aは曲率の小さなところでもベルト1に追従できるようにシリコンゴムやウレタンゴム等の軟らかい部材を接着して形成する。
【0024】
ここで、ベルト1が左右どちらかに片寄ると、ベルト1の両端近傍の内周に形成した突起部1aが第二リング5bと接触することで第二リング5bは回転する。さらに、ベルト1が片寄ると第二リング5bと第一リング5aは接触し、摩擦摺動することで第二リング5bの回転力は第一リング5aに伝達され、第一リング5aは回動する。
【0025】
第一リング5aの側端とテンションローラ4とは、伝達手段であるリンク8を介して結ばれており、第一リング5aの回転力はリンク8を介して直線運動に変換される。図1に示すように、第一リング5aが回転するとアーム6が回動点60を中心に矢印Rの方向に回動し、テンションローラ4がベルト張力が緩む方向に移動する。
【0026】
したがって、ベルト1が左右どちらかに片寄ると、片寄り方向と反対側のベルト張力が緩み、ベルト1は張力の緩んだ方向に移動し、片寄りを補正するようになる。
【0027】
上述したように、本実施の形態例では、第二リング5bを回転自由に設けることで、第二リング5bはベルト1に従動して回転することが可能となった。よってベルト片寄り時にベルト両端近傍の内周に形成した突起部1aと第二リング5bが接触しても、突起部1aと第二リング5bは相対速度差がないため摩擦摺動することがなく、突起部1aにシリコンゴムやウレタンゴム等の軟らかく耐摩耗性の悪い材質を用いても突起部1aは摩耗することがなくなる。したがって、摩耗粉の発生による画像欠陥や、過大な応力によるベルト1の損傷を防止することが可能となった。
【0028】
さらに、第二リング5bの回転力は、第二リング5bと第一リング5aが摩擦摺動することにより、第一リング5aに伝達される。よって、ベルト片寄り時には、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部1aと第二リング5bが接触した瞬間に第二リング5bは回転を始めるが、第二リング5bから第一リング5aへの回転力の伝達は、ベルト1の両端近傍の内周に形成した突起部1aと第二リング5bの摩擦係数を、第二リング5bと第一リング5aの摩擦係数以上とすることによって、第二リング5bと第一リング5aの摩擦摺動を回転力伝達の不感帯として作用させることができ、回転力の伝達を緩やかにすることが可能となった。
よって、ベルト1の片寄りを急激に補正することなく、緩やかに補正が行え、これにより、ベルト1の速度変動が少なくなり、画像の変形や色の重ね合わせのずれ等の画像欠陥の発生を防止することが可能となった。
【0029】
本実施の形態例を、電子写真装置の感光体ベルト駆動装置に適用した場合、感光体ベルトのベルト素材は厚さ0.075mmのPETフィルムであり、ベルト両端近傍にはシリコンゴムまたはウレタンゴムの突起部が形成されている。
【0030】
また、第一、第二リングには摩擦摺動性に優れたPOM系のプラスチックを用いており、本装置の目標寿命である5万枚の印字枚数まで、感光体ベルトの速度変動や突起部の摩耗等を原因とする画像欠陥及びベルトの損傷等がなく、安定したベルト走行を得ることができる。
【0031】
次に、更に安定なベルト走行を得ることのできる別の実施の形態例を、説明する。
図1の第一リングと第二リングの間に、第一、第二リングと回転軸が同じで回転自由に第三リングを配設する。第一、第二、第三リングには、前述した実施の形態例と同様にPOM系のプラスチックを用いるのが好ましい。
【0032】
第一リングにはベルト両端の突起部の摩耗を更に減少させるために、表面処理としてテフロンをコーティングし、摩擦係数を小さくする。また、一方、第三リングには回転力の伝達が効率よく行なえるように、第一、第二リングとの接触面にフェルト材を接着し、摩擦係数を大きくする。このとき、ベルト片寄り時に、ベルト両端の突起部が第二リングに接触してからベルト片寄り補正が行われるまでの回転力の伝達順序、すなわちベルト端部の突起部と第二リング、第二リングと第三リング、第三リングと第一リング、の順番に摩擦係数を小さくしていく。
【0033】
これにより、回転力の伝達は滑らかになり、ベルトの片寄り補正は更に緩やかに行なわれる。したがって、ベルトの速度変動は更に小さくなるため、例えば電子写真装置の数ミクロン単位で異なった色の重ね合わせが必要となるカラー画像の場合等に、特に有効である。
【0034】
第一リングと第二リングの間に設ける第三リングを、更に複数のリングに置き換えても良い。
【0035】
以上のように、第一リングと第二リング間に更に他のリングを配設したり、これら一連のリングの材質や表面処理によって摩擦係数を調整することにより、必要とされるベルト片寄りの補正能力を得ることができる。ベルト片寄りの補正能力が不足し片寄りが収まらない場合は、リング間の摩擦係数を大きくし、逆にベルト片寄りの補正能力が過大で、ベルトに速度変動が生じてしまう場合は、リング間の摩擦係数を小さくすれば良い。
【0036】
本発明を用いれば、リングの材質や表面処理等を変えて摩擦係数を調整するだけで、ベルト片寄りの補正効力の最適化を行なうことが可能になり、例えば電子写真装置に使用した場合、感光体ベルト両端の突起部の摩耗による画像欠陥や、ベルトの損傷を防止でき、安定したベルト走行を得ることができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトの片寄りを緩やかに補正することができ、また、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部の片寄り補正時の摩耗や、過大な応力によるベルトの損傷を防止することができるので、例えば高信頼、高画質な印写装置を得ることのできるベルト駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置の側面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】従来のベルト駆動装置の側面図である。
【図4】従来のベルト駆動装置の駆動ローラ部を示す図である。
【符号の説明】
1…ベルト、1a…突起部、2…駆動ローラ、2a…駆動ローラ回転軸、3…従動ローラ、4…テンションローラ、5a…第一リング、5b…第二リング、6…アーム、60…アーム回動点、7…テンションバネ、8…リンク、P…駆動ローラ回転方向、Q…ベルト走行方向、R…ベルト寄り補正時のアーム回動方向
Claims (4)
- ベルトと、該ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部と、前記ベルトを駆動する駆動ローラと、前記ベルトを架け渡している1本以上の従動ローラと、前記ベルトに張力を付与するテンションローラと、前記駆動ローラ軸両端に前記駆動ローラと回転軸が同じで回転自由に設けた第一リングと、一端を前記第一リング側端に回転自由に、もう一端を前記テンションローラに回転自由に支持し、前記第一リングの回転力を前記テンションローラに伝達し前記テンションローラを移動させる伝達手段と、から構成されるベルト駆動装置において、
前記第一リングの外側で、かつ前記第一リングに隣接した位置に、前記第一リングと回転軸が同じで回転自由な第二リングを設け、前記第二リングは、前記ベルトの突起部が接触することにより伝達される前記ベルトの回転力で回転し、かつ前記第二リングの側面と前記第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように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項において、前記第一リングと前記第二リングとの間に、前記第一リング及び第二リングと回転軸が同じで、かつ回転自由な少なくても一つ以上の他のリングを設け、一連の前記各リングの側面が互いに摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように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または請求項2において、前記突起部と前記第二リングとの接触面の摩擦係数は、前記各リング間の摺動面の摩擦係数より大きいことことを特徴とするベルト駆動装置。
- 請求項1または請求項2において、前記突起部と前記第二リングとの接触面及び前記各リング間の摺動面の摩擦係数は、前記回転力の伝達順序に従って、順番に小さくなることを特徴とするベルト駆動装置。
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