JP4911207B2 - 画像形成装置及びベルトユニット - Google Patents
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Description
これに対して、例えば、特許文献1に記載の発明では、ベルトの斜行状態に応じて従動ローラの回転軸を上下方向(展張面と直交する方向)に変位させることにより、ベルトの斜行を抑制している。
因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手等に限定されるものではない。
(第1実施形態)
1.画像形成装置の概略構造
画像形成装置1の筐体3内には、図1に示すように、記録用紙やOHPシート等の記録シート(以下、用紙という。)に現像剤像を転写することにより、用紙に画像を形成する電子写真方式の画像形成部5が収納されており、この画像形成部5は、プロセスカートリッジ7、転写ローラ8、露光器9及び定着器11等から構成されている。
2.1.ベルトユニットの概要
ベルトユニット13は、図2に示すように、転写ベルト14、駆動ローラ15、従動ローラ16、並びに駆動ローラ15及び従動ローラ16をその軸方向両端側で保持するフレーム17等から構成されており、このベルトユニット13は、装置本体に対して着脱可能に組み付けられている。
例えば、コイルバネ19による付勢力(弾性力)が軸方向D2一端側と他端側とで異なる等を原因として、転写ベルト14に発生する張力が軸方向D2において不均一である場合には、転写ベルト14は回転しながら軸方向D2に移動するように斜行する。
本実施形態に係る斜行力減衰機構20は、図5に示すように、回転軸16Aの軸端側に組み付けられたベルトカラー21、及びベルトカラー21が設けられた紙面左端側の軸受ブロック18を展張方向D1に変位させるためのテコアーム22等から構成されている。
転写ベルト14が軸方向D2に移動する際に発生する変位力F1の大きさは、転写ベルト14の移動方向(軸方向D2)一端側における張力の大きさと他端側における張力の大きさとの差が大きくなるほど大きくなり、かつ、変位力F1の向きは、張力が大きい側から張力が小さい側に向かう向きである。
本実施形態に係る斜行力減衰機構20は、上述したように、左側張力T1の大きさを大きくしているが、これは換言すれば、斜行力減衰機構20は、転写ベルト14に発生する張力のうち、転写ベルト14の移動方向前進側で発生する張力Tfに対する移動方向後退側で発生する張力Tbの比である張力比(Tb/Tf)が、張力を変化させる以前に比べて小さくなるように、転写ベルト14に発生する張力を変化させていることになる。
このため、転写ベルト14が軸方向D2に移動し、これに伴って変位力F1がテコアーム22により張力調整力F2に変換された場合において、転写ベルト14の移動方向前進側で発生する張力Tf(左側張力T1)が張力を変化させる以前に比べて大きくなると、張力比がそれ以前に比べて小さくなるので、張力差Tdが小さくなって変位力F1の大きさが小さくなり、転写ベルト14の斜行を抑制して転写ベルト14の回転軌道を安定させることができる。
F1=α(FsR−FsL)/(1+α×β)…式2
但し、F1:変位力、α:変位力変換係数、β:レバー比
なお、図10の破線は、変位力変換係数αを1.0として変位力F1を計算したときの値(理論値)を示しており、レバー比βによらず、実測値と理論値とはほぼ一致している。したがって、適切なレバー比βを選択することにより、転写ベルト14の斜行を抑制又は転写ベルト14の幅方向端部の損傷を抑制することができる。
本実施形態では、コイルバネ19が特許請求の範囲に記載された張力発生手段に相当し、ベルトカラー21が特許請求の範囲に記載された変位部材に相当し、テコアーム22が特許請求の範囲に記載された軸力変換手段及びアーム部材に相当する。
上述の実施形態では、ベルトカラー21と従動ローラ16とが別体であったが、本実施形態は、図11に示すように、ベルトカラー21と従動ローラ16とを一体化したものである。
(第3実施形態)
上述の実施形態では、斜行力減衰機構20が従動ローラ16の軸方向一端側のみに設けられていたが、本実施形態では、図12に示すように、従動ローラ16の軸方向両端側に斜行力減衰機構20を設けたものである。
上述の実施形態では、斜行力減衰機構20は張力を増大させる向きのみに軸受ブロック18を変位させたが、本実施形態に係る斜行力減衰機構20は、張力を増大させる向き及び張力を減少させる向きのいずれの向きにも軸受ブロック18を変位させることができるように構成したものである。
本実施形態に係る転写ベルト14では、図13に示すように、その内周面側にベルトカラー21(回転軸16A)側に向けて突出したガイドベルト14Cが設けられ、一方、ベルトカラー21の外周面のうち、ガイドベルト14Cに対応する部位にはガイドベルト14Cが填り込む溝部21Dが設けられている。
本実施形態に係る斜行力減衰機構20では、左側張力T1が右側張力T2より小さい場合には、転写ベルト14が左向きに移動し、テコアーム22が変位力F11を張力調整力F21に変換して、転写ベルト14の移動方向前進側で発生する張力Tf(左側張力T1)を、それ以前より大きくするので、張力比及び張力差Tdが小さくなり、転写ベルト14の斜行を抑制して転写ベルト14の回転軌道を安定させることができ、転写ベルト14の幅方向端部の損傷を抑制することができる。
本実施形態は、図14に示すように、斜行力減衰機構20が従動ローラ16の軸方向一端側のみに設けられている場合において、他端側に転写ベルト14の端部と接触することにより、転写ベルト14の移動を規制する鍔状のフランジ部16Dを設けたものである。
上述の実施形態では、従動ローラ16はテンションローラを兼ねるローラであったが、本実施形態は、図15に示すように、従動ローラ16とは別にテンションローラ23を設け、このテンションローラ23の軸方向一端側又は両端側に斜行力減衰機構20を設けたものである。
本実施形態は、第6実施形態の変形例である。具体的には、本実施形態では、テンションローラ23は転写ベルト14に張力を付与する機能のみ有し、斜行力減衰機構20は従動ローラ16の軸方向一端側又は両端側に設けられている。
本実施形態は、図16に示すように、転写ベルト14の幅方向端部側のうち少なくともベルトカラー21側に幅方向端部14Bを補強する補強テープ14Dを設けたものである。
上述の実施形態では、ダイレクトタンデム型電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
なお、力点P1は、理想的には、回転軸16Aの中心線上に位置することが望ましい。これに対して、上述の実施形態では、回転軸16Aがテコアーム22を貫通していたので、現実の力点P1を回転軸16Aの中心線上に設定することができなかった。
また、上述の実施形態では、張力発生手段としてコイルバネ19を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、引張りコイルバネ、捻りバネ又はゴム等であってもよい。
7B…帯電器、8…転写ローラ、9…露光器、11…定着器、
13…ベルトユニット、14…転写ベルト、14A…展張面、
14C…ガイドベルト、15…駆動ローラ、16…従動ローラ、
16A…回転軸、16B…止め輪、16C…ローラ本体、16D…フランジ部、
17…フレーム、17A…長穴、17B…内壁面、17C…揺動軸、
18…軸受ブロック、19…コイルバネ、20…斜行力減衰機構、
21…ベルトカラー、21A…軸穴、21B…フランジ部、21C…円筒部、
21D…溝部、21E…球面部、22…テコアーム、22A…第1アーム部、
22B…第2アーム部、22C…軸穴、22D…当接部、23…テンションローラ。
Claims (13)
- 用紙に画像を形成する画像形成装置であって、
無端状のベルトと、
前記ベルトを回転駆動する駆動ローラと、
前記ベルトの回転と共に従動回転する従動ローラと、
前記駆動ローラ及び前記従動ローラを支持するフレームと、
前記ベルトに張力を発生させるための付勢力を発揮する張力発生手段と、
前記駆動ローラの軸方向と平行な方向に変位可能に配設され、前記ベルトの回転時に前記ベルトが前記軸方向と平行な方向に移動したときに前記ベルトと共に前記軸方向と平行な方向に変位する変位部材と、
前記変位部材を変位させる力を、前記軸方向と平行な方向と交差する方向の力であって前記ベルトに発生する張力の大きさを変化させるための力に変換する軸力変換手段と、
前記従動ローラが前記付勢力の方向と平行な方向のみに変位するように、前記従動ローラの変位を規制する規制手段とを備え、
前記軸力変換手段は、前記ベルトに発生する張力のうち、前記ベルトの移動方向前進側で発生する張力に対する前記移動方向後退側で発生する張力の比が、張力を変化させる以前に比べて小さくなるように、前記ベルトに発生する張力を変化させ、
前記従動ローラは、前記ベルトに発生する張力の方向と平行な方向に変位することができるように前記フレームに組み付けられ、
前記張力発生手段は、前記付勢力として前記従動ローラと前記駆動ローラとの軸間距離が増大する向きの力を前記従動ローラに作用させて前記ベルトに張力を発生させ、
さらに、前記軸力変換手段は、前記従動ローラの軸方向両端側のうち少なくとも一端側に力を作用させて前記ベルトに発生する張力を変化させることを特徴とする画像形成装置。 - 前記軸力変換手段が前記従動ローラに作用させる力の方向は、前記付勢力と平行な方向であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記変位部材は、前記従動ローラと一体化されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記軸力変換手段は、前記変位部材から前記軸方向と平行な方向の力を受ける第1アーム部、及び前記第1アーム部の延び方向と交差する方向に延びて前記従動ローラに力を作用させるとともに、前記第1アーム部に一体化された第2アーム部からなるアーム部材を有して構成されており、
さらに、前記アーム部材は、前記フレームに揺動自在に組み付けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の画像形成装置。 - 前記従動ローラを回転可能に支持するとともに、前記フレームに対して変位可能に組み付けられた軸受部材を備えており、
前記張力発生手段は、前記軸受部材を介して前記従動ローラに前記付勢力を作用させ、
さらに、前記第2アーム部は、前記軸受部材を介して前記従動ローラに力を作用させることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記アーム部材の揺動中心から前記第1アーム部に作用する力の力点までの距離は、前記揺動中心から前記第2アーム部が前記従動ローラに力を作用させる作用点までの距離に比べて大きいことを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置
- 前記軸力変換手段のうち前記変位部材から力を受ける力点は、前記アーム部材の揺動軸に沿った矢視方向から見て、前記従動ローラの軸と重なっていることを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記力点は、前記矢視方向において、前記従動ローラの軸を挟んで両側に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- 前記軸力変換手段は、前記従動ローラの軸方向両端側に設けられていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記変位部材には、前記ベルトのうち前記軸方向と平行な方向の端面に接触可能な鍔状のフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記ベルトの展張面に対向する位置には、複数の画像形成ユニットが前記ベルトの移動方向に沿って直列に並んで配設されていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1つに記載の画像形成装置。
- 前記複数の画像形成ユニットは、前記展張面上を搬送される用紙に直接的に画像を形成することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 無端状のベルトと、
前記ベルトを回転駆動する駆動ローラと、
前記ベルトの回転と共に従動回転する従動ローラと、
前記駆動ローラ及び前記従動ローラを支持するフレームと、
前記ベルトに張力を発生させるための付勢力を発揮する張力発生手段と、
前記駆動ローラの軸方向と平行な方向に変位可能に配設され、前記ベルトの回転時に前記ベルトが前記軸方向と平行な方向に移動したときに前記ベルトと共に前記軸方向と平行な方向に変位する変位部材と、
前記変位部材を変位させる力を、前記軸方向と平行な方向と交差する方向の力であって前記ベルトに発生する張力の大きさを変化させるための力に変換する軸力変換手段、
前記従動ローラが前記付勢力の方向と平行な方向のみに変位するように、前記従動ローラの変位を規制する規制手段とを備え、
前記軸力変換手段は、前記ベルトに発生する張力のうち、前記ベルトの移動方向前進側で発生する張力に対する前記移動方向後退側で発生する張力の比が、張力を変化させる以前に比べて小さくなるように、前記ベルトに発生する張力を変化させ、
前記従動ローラは、前記ベルトに発生する張力の方向と平行な方向に変位することができるように前記フレームに組み付けられ、
前記張力発生手段は、前記付勢力として前記従動ローラと前記駆動ローラとの軸間距離が増大する向きの力を前記従動ローラに作用させて前記ベルトに張力を発生させ、
さらに、前記軸力変換手段は、前記従動ローラの軸方向両端側のうち少なくとも一端側に力を作用させて前記ベルトに発生する張力を変化させることを特徴とするベルトユニット。
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