JP5640727B2 - Tension fluctuation absorbing device, belt driving device, belt unit, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、張力変動吸収装置、ベルト駆動装置、ベルトユニット及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a tension fluctuation absorbing device, a belt driving device, a belt unit, and an image forming apparatus.
像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルトの表面に転写した後、該中間転写ベルトと転写ローラとの圧接によるニップ内に記録部材を挿通させてこれに転写する画像形成装置において、用紙挿入及び排出時の中間転写ベルトの速度変動による像保持体から中間転写ベルトへの転写時のトナー像の乱れ、特に多色画像形成装置における色ズレの発生を抑制するべく、所定の慣性モーメントを有するテンションローラと、前記所定のばね定数を有して前記テンションローラを前記中間転写ベルトに押し込む前記弾性部材とを備えた張力変動吸収手段を設ける技術がある(例えば、特許文献1参照)。 In an image forming apparatus in which a toner image formed on the surface of an image carrier is transferred to the surface of an intermediate transfer belt, and then a recording member is inserted into a nip formed by pressure contact between the intermediate transfer belt and a transfer roller and transferred to the nip. In order to prevent the toner image from being disturbed during transfer from the image carrier to the intermediate transfer belt due to fluctuations in the speed of the intermediate transfer belt during paper insertion and ejection, in particular, to prevent the occurrence of color misregistration in a multicolor image forming apparatus. There is a technique of providing a tension fluctuation absorbing means including a tension roller having a moment and the elastic member having the predetermined spring constant and pushing the tension roller into the intermediate transfer belt (for example, see Patent Document 1). .
本発明は、無端状のベルトの安定搬送を実現しつつ、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制し得る張力変動吸収装置、並びに、これを用いたベルト駆動装置、ベルトユニット及び画像形成装置を提供することを課題とする。 The present invention provides a tension fluctuation absorber capable of suppressing fluctuations in belt conveyance speed due to external force while realizing stable conveyance of an endless belt, and a belt driving device, a belt unit, and an image forming apparatus using the tension fluctuation absorber. The task is to do.
上記課題は、以下の<1>〜<8>に示す本発明により達成される。
<1> 無端状のベルトと接触しこれを押し込むとともに従動回転する押込ローラと、
該押込ローラと同軸上に固定され、慣性モーメントを与えるフライホイールと、
前記押込ローラの軸方向両端に位置し、当該押込ローラに固定された内輪及び該内輪を回転自在に支持する外輪からなる軸受と、
前記押込ローラの軸方向両端に位置し、弾性部材からの力を受けて該軸受の前記外輪を前記ベルトに向けて押し込むように支持する支持部材と、
前記押込ローラの軸方向両端に位置する2つの前記支持部材同士または前記外輪同士を、前記押込ローラの前記ベルトとの接触側と反対側で連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする張力変動吸収装置。
The above-mentioned subject is achieved by the present invention shown in the following <1> to <8>.
<1> a pushing roller that contacts and pushes an endless belt and rotates while being driven;
A flywheel fixed coaxially with the pushing roller and giving a moment of inertia;
A bearing comprising an inner ring that is positioned at both ends in the axial direction of the push roller and is fixed to the push roller and an outer ring that rotatably supports the inner ring;
A support member that is positioned at both axial ends of the push roller and supports the outer ring of the bearing to be pushed toward the belt by receiving a force from an elastic member ;
A connecting member that connects the two support members or the outer rings positioned at both ends of the pressing roller in the axial direction on the side opposite to the contact side of the pressing roller with the belt;
A tension fluctuation absorbing device comprising:
<2> 前記押込ローラの軸方向における前記内輪の両側に位置し、前記押込ローラに固定された環状の固定部材と、前記内輪とを固定することで、該内輪と前記押込ローラとが固定されていることを特徴とする<1>に記載の張力変動吸収装置。 <2> The inner ring and the pressing roller are fixed by fixing the inner ring and the annular fixing member that is positioned on both sides of the inner ring in the axial direction of the pressing roller and fixed to the pressing roller. The tension fluctuation absorber according to <1>, wherein
<3> 前記連結部材の軸方向における前記両支持部材の間に、前記押込ローラの周面と外周が接触して従動回転する支持ローラが回転自在に取り付けられてなることを特徴とする<1または2に記載の張力変動吸収装置。 <3> A support roller that is rotatably driven with the peripheral surface and outer periphery of the pressing roller in contact with each other between the support members in the axial direction of the connecting member is rotatably mounted. <1 Or the tension fluctuation absorbing device according to 2;
<4> 無端状のベルトと、該ベルトを回転駆動する駆動ローラと、前記無端状のベルトを張り渡す少なくとも1個以上の従動ローラと、前記ベルトに押込ローラが接触してこれを押し込む状態で配される<1>〜<3>のいずれかに記載の張力変動吸収装置と、を備えることを特徴とするベルト駆動装置。 <4> In an endless belt, a driving roller that rotationally drives the belt, at least one driven roller that stretches the endless belt, and a pressing roller that contacts the belt and pushes it in A belt driving device comprising: the tension fluctuation absorbing device according to any one of <1> to <3>.
<5> 前記従動ローラの内の1個が、前記ベルトを介して加えられた外力を受容する受容ローラであることを特徴とする<4>に記載のベルト駆動装置。 <5> The belt driving device according to <4>, wherein one of the driven rollers is a receiving roller that receives an external force applied via the belt.
<6> 前記張力変動吸収装置が、前記ベルトの回転方向における前記受容ローラの上流かつ前記駆動ローラの下流の第1の領域と、前記受容ローラの下流かつ前記駆動ローラの上流の第2の領域の双方に、それぞれ配されてなることを特徴とする<5>に記載のベルト駆動装置。 <6> The tension fluctuation absorbing device includes a first region upstream of the receiving roller and downstream of the driving roller in a rotation direction of the belt, and a second region downstream of the receiving roller and upstream of the driving roller. The belt driving device according to <5>, wherein the belt driving device is disposed on each of both.
<7> <4>〜<6>のいずれかに記載のベルト駆動装置と、
表面にトナー像を保持し前記ベルトの外周面に接触して配置される像保持体に対向する位置に、前記ベルトの内周面側に設けられた転写手段と、
を備え、
前記像保持体表面のトナー像が、前記転写手段によって前記ベルトの外周面に転写されるように構成されてなることを特徴とするベルトユニット。
<7> The belt driving device according to any one of <4> to <6>,
Transfer means provided on the inner peripheral surface side of the belt at a position facing an image holding member that holds a toner image on the surface and is in contact with the outer peripheral surface of the belt;
With
A belt unit configured to transfer a toner image on the surface of the image carrier to the outer peripheral surface of the belt by the transfer unit.
<8> 像保持体と、該像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、複数のローラに張り渡された無端状の中間転写ベルトと、該中間転写ベルトの表面に前記像保持体表面に形成されたトナー像を転写する一次転写手段と、前記複数のローラの内の1つに前記中間転写ベルトを挟んで転写ローラが圧接され、前記中間転写ベルトの表面に形成されたトナー像を外部から供給される記録媒体に転写する二次転写手段と、を備え、
前記複数のローラの内、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラが圧接されるローラを受容ローラ、他の1つを駆動ローラ、さらに他の1つまたは2つを前記張力変動吸収装置における押込ローラ、そして残りの張架ローラを受容ローラ以外の従動ローラとする<4>〜<6>のいずれかに記載のベルト駆動装置によって前記中間転写ベルトを無端状のベルトとして駆動することを特徴とする画像形成装置。
<8> An image holding member, a toner image forming unit that forms a toner image on the surface of the image holding member, an endless intermediate transfer belt stretched between a plurality of rollers, and the image on the surface of the intermediate transfer belt A primary transfer means for transferring a toner image formed on the surface of the holding member and a transfer roller pressed against one of the plurality of rollers with the intermediate transfer belt interposed therebetween, and formed on the surface of the intermediate transfer belt A secondary transfer means for transferring the toner image to a recording medium supplied from the outside,
Among the plurality of rollers, a roller to which the transfer roller is pressed against the intermediate transfer belt is a receiving roller, the other is a driving roller, and another one or two is pushed in the tension fluctuation absorbing device. The intermediate transfer belt is driven as an endless belt by the belt driving device according to any one of <4> to <6>, wherein the roller and the remaining stretching roller are driven rollers other than the receiving roller. Image forming apparatus.
<1>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、無端状のベルトの安定搬送を実現しつつ、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制し得る張力変動吸収装置を提供することができる。 According to the invention according to <1>, a tension fluctuation absorbing device capable of suppressing fluctuations in the belt conveyance speed due to external force while realizing stable conveyance of an endless belt as compared with the case where the present configuration is not provided. be able to.
<2>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、より安定した無端状のベルトの搬送を実現することができる。 According to the invention according to <2>, it is possible to realize a more stable transfer of the endless belt as compared with the case where this configuration is not provided.
<3>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、より一層安定した無端状のベルトの搬送を実現することができる。 According to the invention according to <3>, the endless belt can be more stably conveyed as compared with the case where the present configuration is not provided.
<4>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、無端状のベルトの安定搬送を実現しつつ、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制し得るベルト駆動装置を提供することができる。 According to the invention according to <4>, it is possible to provide a belt driving device capable of suppressing fluctuations in the belt conveyance speed due to an external force while realizing stable conveyance of an endless belt as compared with the case where this configuration is not provided. Can do.
<5>にかかる発明によれば、無端状のベルトを介して受容ローラに加えられた外力によるベルト搬送速度の変動を抑制することができる。 According to the invention according to <5>, fluctuations in the belt conveyance speed due to an external force applied to the receiving roller via the endless belt can be suppressed.
<6>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、無端状のベルトを介して受容ローラに加えられた外力によるベルト搬送速度の変動をより一層抑制することができる。 According to the invention concerning <6>, compared with the case where this structure is not comprised, the fluctuation | variation of the belt conveyance speed by the external force added to the receiving roller via an endless belt can be suppressed further.
<7>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、無端状のベルトの安定搬送を実現しつつ、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制し得るベルトユニットを提供することができる。 According to the invention according to <7>, it is possible to provide a belt unit capable of suppressing fluctuations in the belt conveyance speed due to an external force while realizing stable conveyance of an endless belt as compared with the case where this configuration is not provided. it can.
<8>にかかる発明によれば、本構成を具備しない場合に比べて、受容ローラと転写ローラとの間への記録媒体の進入や排出により中間転写ベルトに外力が加えられた場合にも像の乱れの少ない画像を形成し得る画像形成装置を提供することができる。 According to the invention according to <8>, an image can be obtained even when an external force is applied to the intermediate transfer belt due to the recording medium entering or discharging between the receiving roller and the transfer roller, as compared with the case where this configuration is not provided. An image forming apparatus capable of forming an image with less disturbance is provided.
以下、本発明のベルト駆動装置を適用可能な画像形成装置を例示した上で、本発明の張力変動吸収装置及びベルト駆動装置の実施形態を挙げて詳細に説明する。 Hereinafter, after exemplifying an image forming apparatus to which the belt driving device of the present invention can be applied, embodiments of the tension fluctuation absorbing device and the belt driving device of the present invention will be described in detail.
[1.画像形成装置の実施形態]
図1は、本発明のベルト駆動装置を適用可能な画像形成装置の一例であるタンデム型のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。ただし、図1において、本発明に特徴的な構成である張力変動吸収装置は描かれていない。この画像形成装置は、基本構成として、電子写真方式により画像情報に基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色成分の未定着トナー画像をそれぞれ形成する4つの作像ユニット48Y,48M,48C,48Kと、この各作像ユニット48(48Y,48M,48C,48K)で形成される各未定着トナー画像が積層転写される中間転写ベルト90と、この中間転写ベルト90の表面に積層転写された未定着トナー画像を用紙68に転写する二次転写装置60と、未定着トナー画像が転写された用紙68を熱および圧力により定着させる定着装置62と、から基本的に構成されている。図中の矢付一点鎖線は、用紙68の搬送経路を示す。用紙68は、給紙部(図示省略)から1枚ずつ供給されるようになっている。
[1. Embodiment of Image Forming Apparatus]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a tandem type color image forming apparatus which is an example of an image forming apparatus to which the belt driving device of the present invention can be applied. However, in FIG. 1, the tension fluctuation absorbing device which is a characteristic configuration of the present invention is not drawn. This image forming apparatus basically forms unfixed toner images of respective color components of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) based on image information by an electrophotographic method. Two image forming units 48Y, 48M, 48C, and 48K, an
作像ユニット48Y、48M、48C、48Kは、水平方向にそって一定の間隔をあけた並列状態で配設されており、そのいずれも同様の構成からなるものである。 The image forming units 48Y, 48M, 48C, and 48K are arranged in a parallel state with a certain interval along the horizontal direction, and all of them have the same configuration.
図2は、これら各作像ユニット48(48Y,48M,48C,48K)の概略構成図である。作像ユニット48は、基本構成として、一様帯電後に像光を照射することにより表面に潜像が形成される円筒状の感光体ドラム2を備えており、この感光体ドラム2の周囲に、感光体ドラム2の表面を一様に帯電させる帯電装置4と、感光体ドラム2に像光を照射して表面に潜像を形成する露光装置6と、感光体ドラム2表面の潜像にトナーを選択的に転移させてトナー画像を形成する現像装置8と、感光体ドラム2表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルト90に転写する一次転写装置14と、感光体ドラム2表面に残留したトナーを回収するクリーニング装置22と、感光体ドラム2表面に残留した電位を除去する除電ランプ12を備える。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of each of these image forming units 48 (48Y, 48M, 48C, 48K). The
感光体ドラム2は、全体としてドラム状に形成されたもので、その外周面(ドラム表面)に感光層を有している。この感光体ドラム2は図2の矢印A方向に回転可能に設けられている。 The photosensitive drum 2 is formed in a drum shape as a whole, and has a photosensitive layer on its outer peripheral surface (drum surface). The photosensitive drum 2 is rotatably provided in the direction of arrow A in FIG.
感光体ドラム2は、少なくとも潜像(静電荷像)が形成される機能を有する。静電潜像保持体としては、電子写真感光体が好適なものとして挙げられる。感光体ドラム2は、円筒状の導電性の基体外周面に有機感光層等を含む感光層が形成されてなる。この感光層は一般的に、基体表面に必要に応じて下引き層が形成され、さらに電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とがこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。 The photosensitive drum 2 has a function of forming at least a latent image (electrostatic charge image). As the electrostatic latent image holding member, an electrophotographic photosensitive member is preferable. The photosensitive drum 2 is formed by forming a photosensitive layer including an organic photosensitive layer on the outer peripheral surface of a cylindrical conductive substrate. In general, the photosensitive layer has an undercoat layer formed on the surface of the substrate as necessary, and further includes a charge generation layer containing a charge generation material and a charge transport layer containing a charge transport material in this order. It is. The order of stacking the charge generation layer and the charge transport layer may be reversed.
これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層(電荷発生層、電荷輸送層)に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質及び電荷輸送物質の両方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光層に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。 These are laminated photoreceptors in which a charge generation material and a charge transport material are contained in separate layers (charge generation layer, charge transport layer), but both the charge generation material and the charge transport material are the same. A single layer type photoreceptor included in the layer may be used, and a laminated type photoreceptor is preferable. Further, an intermediate layer may be provided between the undercoat layer and the photosensitive layer. In addition to the organic photosensitive layer, other types of photosensitive layers such as an amorphous silicon photosensitive film may be used.
帯電装置4は、感光体ドラム2の表面を一様に帯電するものである。帯電装置4としては、例えば、導電性または半導電性の接触型帯電器である帯電ローラが用いられるが、コロトロンなどの非接触型帯電器を用いてもよい。帯電ローラを用いた場合には、感光体ドラム2に対し、直流電流を印加するか、交流電流を重畳させて印加してもよい。このような帯電装置4により、感光体ドラム2との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることにより感光体ドラム2表面を帯電させる。
The charging
帯電手段によって感光体ドラム2の表面は、通常、−300V〜−1000Vに帯電される。また、前記の導電性または半導電性の帯電ローラは単層構造あるいは多重構造でもよい。さらに、帯電ローラの表面をクリーニングする機構を設けてもよい。 The surface of the photosensitive drum 2 is normally charged to -300V to -1000V by the charging means. The conductive or semiconductive charging roller may have a single layer structure or a multiple structure. Further, a mechanism for cleaning the surface of the charging roller may be provided.
露光装置6は、帯電装置4によって一様に帯電された感光体ドラム2に像様の光Xを照射することにより、静電潜像を形成するものである。露光装置6としては、特に制限はなく、例えば、静電潜像保持体表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッター光等の光源を、所望の像様に露光する光学系機器等が挙げられる。
The exposure device 6 forms an electrostatic latent image by irradiating the photosensitive drum 2 uniformly charged by the charging
現像装置8は、静電潜像保持体上に形成された潜像を、トナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する機能を有するものである。現像装置8としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば、静電荷像現像用のトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤が収容され、当該磁性キャリアによって形成された磁気ブラシにより、トナーを感光体ドラム2に付着させる現像器等が挙げられる。現像の際、感光体ドラム2には、通常直流電圧が使用されるが、さらに交流電圧を重畳させて使用してもよい。 The developing device 8 has a function of developing a latent image formed on the electrostatic latent image holding member with a developer containing toner to form a toner image. The developing device 8 is not particularly limited as long as it has the above-described functions, and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a two-component developer containing a toner for developing an electrostatic image and a magnetic carrier And a developing device for adhering the toner to the photosensitive drum 2 with a magnetic brush formed of the magnetic carrier. At the time of development, a DC voltage is usually used for the photosensitive drum 2, but an AC voltage may be superimposed and used.
作像ユニット48Yの現像装置8にはイエロートナー、作像ユニット48Mの現像装置8にはマゼンタトナー、作像ユニット48Cの現像装置8にはシアントナー、作像ユニット48Kの現像装置8にはブラックトナーが、それぞれ収容される。 The developing device 8 of the image forming unit 48Y is yellow toner, the developing device 8 of the image forming unit 48M is magenta toner, the developing device 8 of the image forming unit 48C is cyan toner, and the developing device 8 of the image forming unit 48K is black. Each toner is accommodated.
一次転写装置14は、感光体ドラム2との間で中間転写ベルト90を挟持しつつ、感光体ドラム2表面に形成されたトナー像を無端状の中間転写ベルト90の外周面に転写(一次転写)するものである。
The
一次転写装置14としては、例えば、中間転写ベルト90の裏側からトナー像のトナーとは逆極性の電荷を与え、静電気力によりトナー像を中間転写ベルト90表面に転写するもの、あるいは中間転写ベルト90の裏面に直接接触して転写する導電性または半導電性のローラ等を用いた転写ローラ及び転写ローラ押圧装置を用いればよい。
As the
転写ローラには、感光体ドラム2に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ローラは、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、周速等に応じて、各種条件乃至諸元を適宜設定すればよい。また、低コスト化のため、転写ローラとして単層の発泡ローラ等が好適に用いられる。 A direct current may be applied to the transfer roller as a transfer current applied to the photosensitive drum 2, or an alternating current may be applied in a superimposed manner. For the transfer roller, various conditions or specifications may be appropriately set according to the width of the image area to be charged, the shape of the transfer charger, the opening width, the peripheral speed, and the like. In order to reduce the cost, a single-layer foam roller or the like is preferably used as the transfer roller.
クリーニング装置22は、転写後に感光体ドラム2表面に残ったトナー等をクリーニング(除去)するものである。クリーニング装置22としては、本例においてはブレードクリーニング方式を採用しているが、感光体ドラム2表面の残留トナーを清掃し得るものであれば、ブラシクリーニング方式、ローラクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。中でも、耐摩耗性に優れていることから、特にポリウレタン弾性体を用いることが好ましい。
The
なお、転写効率の高いトナーを使用する場合には、クリーニング装置22が省略された態様であっても構わない。
In the case where toner having a high transfer efficiency is used, the
それぞれの作像ユニット48において、感光体ドラム2表面が、帯電装置4によって一様に帯電され、露光装置6で画像情報に基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色成分の潜像が形成され、これに応じてそれぞれの色のトナーが収容された現像装置8により未定着トナー画像が各感光体ドラム2に形成される(感光体ドラム2を除く以上の構成が、本発明に言う「トナー像形成手段」の一例と言える。)。それぞれの感光体ドラム2表面に形成された各色の未定着トナー像は、一次転写装置14によって順次中間転写ベルト90の表面に積層転写される構成となっている。
In each
中間転写ベルト90は、図示しない回転駆動源により回転駆動する駆動ローラ52と、従動回転して中間転写ベルト90を支持する従動ローラ54と、二次転写装置60における受容ローラ64と、図1においては不図示の後述する1個または2個の押込ローラと、からなる複数のローラに張架されるとともに、駆動ローラ52と従動ローラ54との間で、前記各作像ユニット48における感光体ドラムの一次転写位置を通過する状態で配設されている。中間転写ベルト90は駆動ローラ52によって矢印B方向に周動回転する。
The
中間転写ベルト90としては、特に制限はなく、従来公知のものが問題なく使用可能であるが、例えば、ベルト基材表面に表面層を積層形成した2層構造のものが使用される。
The
中間転写ベルト90に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアルキレンフタレート、PC/ポリアルキレンテレフタレート(PAT)のブレンド材料、エチレンテトラフロロエチレン共重合体(ETFE)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料等が挙げられるが、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写ベルトが好ましい。
Materials used for the
二次転写装置60は、中間転写ベルト90を挟むような状態で対向配設される受容ローラ64と二次転写ローラ66とでその主要部が構成されている。この二次転写ローラ66と中間転写ベルト90との間に形成されるニップ部に用紙68を挿通し、静電的作用を施すことで、中間転写ベルト90表面の未定着トナー画像を用紙68表面に転写するように構成されている。二次転写装置60としては、特に制限はなく、従来公知の構成を問題なく採用することができる。具体的には、既述の一次転写装置14と同様の構成の物を適用することができる。
The main part of the
また、定着装置62は、記録媒体に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧等より定着するものである。本実施形態のような2ローラ方式の他、加熱側または加圧側がベルト状で他方がローラ状のベルト−ローラニップ方式、加熱側及び加圧側の双方ともベルト状の2ベルト方式等が挙げられる。ベルトについては、複数のローラでベルトを張架する方式の他、ベルトを張架せずに用いるフリーベルト方式も挙げられる。本発明においては、いずれの方式の定着装置であっても構わない。
The fixing
トナー像が転写されて最終的な記録画像が形成される用紙(記録媒体)68としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録媒体の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用される。 Examples of the paper (recording medium) 68 on which the toner image is transferred to form a final recorded image include plain paper used for electrophotographic copying machines, printers, and OHP sheets. In order to further improve the smoothness of the image surface after fixing, it is preferable that the surface of the recording medium is as smooth as possible. For example, coated paper in which the surface of plain paper is coated with a resin, art paper for printing, etc. Preferably used.
このような基本構成からなる本例の画像形成装置では、次のようにしてカラー画像の形成が行われる。 In the image forming apparatus of this example having such a basic configuration, a color image is formed as follows.
まず、各作像ユニット48において、各感光体ドラムに形成される4色の未定着トナー画像が、一次転写装置14の静電的な転写作用により中間転写ベルト90の表面に重ね合わせられるようにして順次一次転写される。
First, in each
中間転写ベルト90に転写されて担持された未定着トナー画像は、そのベルトの回転に伴って二次転写装置60を通過するように搬送されることにより用紙68に転写される。すなわち、中間転写ベルト90表面の未定着トナー画像は、受容ローラ64と二次転写ローラ66との間のニップ部に中間転写ベルト90とともに挿通される用紙68に接した状態で静電的に転写される。
The unfixed toner image transferred and carried on the
トナー画像が転写された用紙68は、二次転写装置60から排出されると、搬送ガイド58を経由して定着装置62により定着され、その後、系外に排出される。その結果、用紙68の片面に対してフルカラー画像が形成される。
When the
以上の如き、画像形成装置において、用紙68として厚紙が用いられた場合、矢付一点鎖線に示されるように用紙68が二次転写装置60に進入する際、その厚みに基づく抵抗により、中間転写ベルト90の矢印B方向への搬送、並びに、受容ローラ64の回転が規制される。すなわち、用紙68としての厚紙の進入は、本画像形成装置の搬送系に対して、受容ローラ64の回転を規制する外力となる。
As described above, in the image forming apparatus, when thick paper is used as the
このような外力を受けた際の本画像形成装置の搬送系における作用を、図3を用いて説明する。図3は、図1に示す画像形成装置における搬送系のみを抜き出した概略構成図である。矢印C1方向から、二次転写ローラ66と中間転写ベルト90を挟んで対向配設される受容ローラ64との間に用紙68が進入する際(図1参照)、その厚みに基づく大きな抵抗を受けるため、中間転写ベルト90の矢印B方向への搬送、並びに、受容ローラ64の回転が規制される。
The operation of the conveyance system of the image forming apparatus when receiving such an external force will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram in which only the transport system in the image forming apparatus shown in FIG. 1 is extracted. When the
受容ローラ64の回転が規制される中、駆動ローラ52はそのままの速度で回転駆動を続けるため、中間転写ベルト90の進行方向(矢印B方向)における、受容ローラ64の上流側であって駆動ローラ52の下流側の第1の領域D及び第1の領域D’において、中間転写ベルト90が弛緩し、受容ローラ64の下流側であって駆動ローラ52の上流側の第2の領域Eにおいて、中間転写ベルト90が緊張する。
While the rotation of the receiving
一方、矢印C2方向へ、二次転写ローラ66と中間転写ベルト90を挟んで対向配設される受容ローラ64との間から用紙68が排出される際(図1参照)、その厚みに基づく回転負荷の低下により、中間転写ベルト90の矢印B方向への搬送、並びに、受容ローラ64の回転が促進される。
On the other hand, when the
受容ローラ64の回転が促進される中、駆動ローラ52はそのままの速度で回転駆動を続けるため、中間転写ベルト90の進行方向(矢印B方向)における、受容ローラ64の上流側であって駆動ローラ52の下流側の第1の領域D及び第1の領域D’において、中間転写ベルト90が緊張し、受容ローラ64の下流側であって駆動ローラ52の上流側の第2の領域Eにおいて、中間転写ベルト90が弛緩する。
While the rotation of the receiving
この中間転写ベルト90の搬送速度の変動は、各作像ユニット48における感光体ドラムの一次転写位置でのトナー像の転写に影響し、像の乱れや色ズレの原因になる。本例において、本発明の張力変動吸収装置を中間転写ベルト90に適用することで、外力による影響を緩和している。
The fluctuation in the conveyance speed of the
当該張力変動吸収装置は、外力によって中間転写ベルト90が緊張あるいは弛緩する作用を利用する。そのため、当該張力変動吸収装置は、第1の領域D,D’及び第2の領域Eのいずれか、または双方に備えられればよいが、図1の画像形成装置においては、第1の領域D’にはタンデム状に作像ユニット48が配置されているため、実質的には第1の領域D’に設けることはできない。よって、かかる張力変動吸収装置は、本例において、第1の領域D及び第2の領域Eのいずれか、または双方に備えられる。
The tension fluctuation absorbing device utilizes an action in which the
[2.ベルト駆動装置の実施形態]
以下、本発明の張力変動吸収装置の例示的態様を挙げ、ベルト駆動装置の実施形態を示すことで、本発明をより具体的に説明する。
[2. Embodiment of Belt Drive Device]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by giving exemplary embodiments of the tension fluctuation absorbing device of the present invention and showing embodiments of the belt driving device.
(第1の実施形態)
図4に、本発明の例示的一態様である第1の実施形態のベルト駆動装置の概略構成図を示す。図4は、図1に示す画像形成装置における搬送系のみを抜き出し、これに張力変動吸収装置の構成を加えたものである。本実施形態は、図1の画像形成装置における第1の領域D及び第2の領域Eの双方に張力変動吸収装置を備えた例である。なお、図4においては、本実施形態に特徴的な構成が一部欠けた状態で図示されているが、当該構成については後に明らかにする。
(First embodiment)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the belt driving apparatus according to the first embodiment which is an exemplary aspect of the present invention. FIG. 4 shows only the transport system in the image forming apparatus shown in FIG. 1 and adds the configuration of the tension fluctuation absorbing device. The present embodiment is an example in which tension variation absorbing devices are provided in both the first region D and the second region E in the image forming apparatus of FIG. In FIG. 4, the characteristic configuration of the present embodiment is partially omitted, but this configuration will be clarified later.
図4に示されるように、図1の画像形成装置における第1の領域Dには張力変動吸収装置100Dが、同第2の領域Eには張力変動吸収装置100Eが、それぞれ備えられている。張力変動吸収装置100D及び張力変動吸収装置100Eは、同一の構成であり、区別のために、同一の部材に対して数字の番号の末にアルファベットのDまたはEを付した符号を与えている。以降、張力変動吸収装置100D及び張力変動吸収装置100Eに共通する事項については、符号の末のアルファベットを除して説明する(例えば、「張力変動吸収装置100」と標記した場合には、「張力変動吸収装置100D及び張力変動吸収装置100E」を意味する。)。
As shown in FIG. 4, the first region D of the image forming apparatus of FIG. 1 is provided with a
張力変動吸収装置100は、中間転写ベルト90と接触しこれを押し込むとともに従動回転する押込ローラ102と、押込ローラ102と同軸上に固定され、慣性モーメントを与える不図示のフライホイールと、押込ローラ102の軸方向両端に位置し、押込ローラ102を回転自在に支持する軸受110と、軸受110を支持する支持部材112とからなり、装置筺体に固定されたばね台座116に一端が固定された弾性部材であるばね114によって、支持部材112を中間転写ベルト90に向けて(図示の両矢印におけるmo方向に)押し込むように構成されている。
The tension
また、軸受110は、押込ローラ102を支持する内輪104、及び、内輪104との間にベアリング108を介すことにより内輪104を回転自在に支持する外輪106からなる。
The bearing 110 includes an
一方、中間転写ベルト90は、駆動ローラ52と、従動ローラ54と、押込ローラ102Dと、受容ローラ64と、押込ローラ102Eと、からなる複数のローラに張り渡された状態になっている。
On the other hand, the
押込ローラ102Dに巻き付いた部位の中間転写ベルト90には、回転方向(矢印B方向)上流側に生ずる張力t1及び下流側に生ずる張力t2が作用しており、それらが合成した垂直力として、周内方向に押し込まれる力N(図示の両矢印におけるmi方向に)が押込ローラ102Dに作用しており、ばね114Dによるmo方向への押圧とバランスが取られている。
A tension t 1 generated upstream in the rotational direction (arrow B direction) and a tension t 2 generated downstream are acting on the
また、押込ローラ102Eに巻き付いた部位の中間転写ベルト90には、回転方向(矢印B方向)上流側に生ずる張力t3及び下流側に生ずる張力t4が作用しており、それらが合成した垂直力として、周内方向に押し込まれる力N’(図示の両矢印におけるmi方向に)が押込ローラ102Eに作用しており、ばね114Eによるmo方向への押圧とバランスが取られている。
Further, the tension t 3 generated on the upstream side in the rotation direction (arrow B direction) and the tension t 4 generated on the downstream side act on the
本実施形態のベルト駆動装置は、駆動ローラ52の回転駆動によって中間転写ベルト90が矢印B方向に回転する。この状態で、二次転写装置60における受容ローラ64と二次転写ローラ66との間のニップ部に用紙68が矢印C1に示すように進入する(図1、図3参照)等、受容ローラ64の回転を規制する外力が加わると、中間転写ベルト90の進行方向(矢印B方向)における、受容ローラ64の上流側であって駆動ローラ52の下流側に位置する張力変動吸収装置100Dの前後において、張力t1及び張力t2の低下が起こり、その合成力である垂直力Nも低下して、図5に示すように中間転写ベルト90が弛緩し、押込ローラ102Dを含む張力変動吸収装置100D全体が矢印mo方向へ移動する。
In the belt driving device of this embodiment, the
また、中間転写ベルト90の進行方向(矢印B方向)における、受容ローラ64の下流側であって駆動ローラ52の上流側に位置する張力変動吸収装置100Eの前後においては、張力t3及び張力t4の上昇が起こり、その合成力である垂直力N’も上昇して、図5に示すように中間転写ベルト90が緊張し、押込ローラ102Eを含む張力変動吸収装置100E全体が矢印mi方向へ移動する。
Further, the tension t 3 and the tension t before and after the tension
ここで、図5は、本実施形態のベルト駆動装置において、受容ローラ64の回転を規制する外力を受けた際の各部材の動きを示す概略説明図である。図5中の破線は、外力を受ける前の各部材の位置を示すものである。
Here, FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the movement of each member when receiving an external force that restricts the rotation of the receiving
図6に、本実施形態のベルト駆動装置において、受容ローラ64の回転を規制する外力を受けた際の受容ローラ64下流に位置する張力変動吸収装置100E周辺における各部材の動きを示す概略説明図である。図6中の破線は、外力を受ける前の各部材の位置を示すものである。
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing the movement of each member around the tension
受容ローラ64の回転を規制する外力を受けた際には、図6に示されるように、ベルト進行方向Bとは逆方向の張力変動ΔTが生じて中間転写ベルト90が緊張し、押込ローラ102Eを含む張力変動吸収装置100E全体が中間転写ベルト90の周内方向(矢印mi方向)へと移動して、中間転写ベルト90の道程が短縮する。すると、図6に示されるようにベルト進行方向Bとは逆方向の速度変動が発生し、押込ローラ102Eにその回転方向とは逆方向の回転加速度が発生する。すなわち、押込ローラ102Eはベルトから押込ローラ102Eの回転方向とは逆方向の摩擦力を受ける。そして、その反力として中間転写ベルト90に張力変動ΔTと逆方向の摩擦力f(図示)が発生し、張力増加分を打ち消すように作用する。張力変動吸収装置100Dについても同様に分析することができる。
When an external force that restricts the rotation of the receiving
以上のように張力変動吸収装置100が作用することによって、受容ローラ64の回転を規制する外力が加えられた際の中間転写ベルト90の張力変動が吸収される。
As described above, the tension
一方、本実施形態の構成によれば、二次転写装置60における受容ローラ64と二次転写ローラ66との間のニップ部に進入した厚紙の用紙68が矢印C2に示すように排出される(図1、図3参照)等、受容ローラ64の回転を促進する外力が加わると、中間転写ベルト90の進行方向(矢印B方向)における、受容ローラ64の上流側であって駆動ローラ52の下流側に位置する張力変動吸収装置100Dの前後において、張力t1及び張力t2の上昇が起こり、その合成力である垂直力Nも上昇して中間転写ベルト90が緊張する一方、受容ローラ64の下流側であって駆動ローラ52の上流側に位置する張力変動吸収装置100Eの前後においては、張力t3及び張力t4の低下が起こり、その合成力である垂直力N’も低下して中間転写ベルト90が弛緩する。
On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, the
即ち、用紙68が排出する際の受容ローラ64の回転を促進する外力が加わったとき、用紙68が進入する際の受容ローラ64の回転を規制する外力が加わった場合とは、受容ローラ64の上下流で緊張と弛緩が逆に作用し、張力変動吸収装置100D及び100Eもそれぞれ逆方向に移動して、用紙68が進入する際と同様に張力変動を打ち消す摩擦力が発生する。このように張力変動吸収装置100が作用することによって、受容ローラ64の回転を促進する外力が加えられた際の中間転写ベルト90の張力変動が吸収される。
That is, when an external force that promotes the rotation of the receiving
なお、本実施形態においては、張力変動吸収装置100D及び100Eの2つが、受容ローラ64の上下流にそれぞれ配されている態様を挙げて説明しているが、張力変動吸収装置は受容ローラ64上下流の少なくとも一方に配されていれば、ベルトの張力変動を吸収する作用乃至効果を期待できる。勿論、本実施形態のように上下流の双方(図3における領域D,D’及びE)に配されることが、ベルトの張力変動をより効果的に吸収できる点で好ましい。
In the present embodiment, two tension
図6を用いて説明した、押込ローラ102Eと中間転写ベルト90との間に作用する摩擦力fは、以下の式(1)で表すことができる。
f=a/r2×I ・・・式(1)
The frictional force f acting between the
f = a / r 2 × I (1)
上記式(1)中、fは摩擦力、aは押込ローラ102Eの矢印mi方向への移動に基づく中間転写ベルト90の加速度、rは押込ローラ102Eのローラ径、Iは押込ローラ102Eの回転慣性とフライホイールの回転慣性からなる張力変動吸収装置100Eの回転慣性、をそれぞれ表す。
The formula (1), f is the frictional force, a is the acceleration of the
上記式(1)において、加速度aは押込ローラ102Eの矢印mi方向への移動速度に依存し、短時間で大きく移動するほど大きな値になる。また、突発的な外乱を打消ために高速での応答が求められる。よって、張力変動吸収装置100Eには、その質量を小さくすることが求められる。
In the above formula (1), the acceleration a is dependent on the speed of movement of the arrow m i the direction of the
また、張力変動を打ち消すに十分な摩擦力fを得るには、押込ローラ102Eのローラ径rが小さく、その回転慣性Iが大きいことが望まれる。よって、押込ローラ102Eとしてできるだけ小径のローラを用い、その端部に適切な慣性モーメントを与えるフライホイールを装着した構成にすることにより、高い張力変動吸収効果を実現することができる。
Further, in order to obtain a sufficient frictional force f for canceling the tension fluctuation, it is desirable that the roller diameter r of the pushing
上記式(1)において押込ローラ102Eの半径rは二乗された状態で分母に位置していることから、押込ローラ102Eの小径化は、理論上、小径化分の二乗の摩擦力増大効果が見込まれる(直接の影響)。また、半径rが小さくなると、張力変動吸収装置の質量が小さくなる分、矢印mi方向への移動が大きくなり、加速度aが大きくなる(加速度aへの影響)。特に、本実施形態では半径rがフライホイールの径より小さいため、張力変動吸収装置の回転慣性に占める割合が少なく、rが小さくなっても、張力変動吸収装置の回転慣性への影響が小さいがほぼ変わらない(張力変動吸収装置の回転慣性への影響)。以上の考察から、押込ローラの小径化は、小径化分の二乗よりも大きな摩擦力増大効果が見込まれる。
In the above formula (1), the radius r of the pushing
以上、受容ローラ64の回転を規制する外力を受けた際の受容ローラ64下流に位置する張力変動吸収装置100Eについて述べたが、同上流に位置する張力変動吸収装置100Dについても同様に分析することができる。即ち、押込ローラ102Dについても、そのローラ径を極力小さくすることが望ましい。
The tension
押込ローラ102は、摩擦力で張力変動分を打ち消すように作用するため、張力変動吸収効果を発現するに十分な圧力で中間転写ベルト90を押し込むことが求められる。そのため、そのローラ径が小さいとその剛性が確保し辛く、もしも曲げ変形が生じればベルトの安定走行のための支持機能が損なわれ、ベルトの蛇行やしわが生じたり、フライホイール偏心による慣性変動外乱などが生じたりといった問題が発生する懸念がある。
Since the pushing
なお、図5及び図6においては、図示の便宜と説明の容易化を図る意図で、押込ローラ102の変位を若干大袈裟に描いている。しかし、押込ローラ102の変位は、主として用紙68の厚みによってもたらされるので、より微視的な変位の場合を含むものである。
In FIGS. 5 and 6, the displacement of the
図7に、本実施形態のベルト駆動装置における張力変動吸収装置のみを抜き出した拡大側面図を示す。当該図7は、図4に示された張力変動吸収装置100を抜き出して、中間転写ベルト90の回転方向(矢印B方向)の上流側から見た側面図である。図7に示された張力変動吸収装置100は、図4において省略された本実施形態に特徴的な構成を含んで描かれている。
FIG. 7 shows an enlarged side view in which only the tension fluctuation absorbing device in the belt driving device of the present embodiment is extracted. FIG. 7 is a side view of the tension
なお、本実施形態において、領域Dに配された張力変動吸収装置100Dと、領域Eに配された張力変動吸収装置100Eとは共通するため、両者区別することなく説明する(以降の実施形態においても同様。)。
In the present embodiment, the tension
図7に示される張力変動吸収装置100は、当該図では省略された中間転写ベルト90と矢印C側の面で接触しこれを押し込むとともに従動回転する押込ローラ102の軸方向両端に、押込ローラ102を回転自在に支持する軸受110,110’(図7においては支持部材112,112’の内側に位置するため図面上には現れていない。)と、軸受110,110’を支持する支持部材112,112’とが位置し、弾性部材であって装置筺体に固定されたばね台座116,116’に一端が固定されたばね114,114’によって、支持部材112,112’を中間転写ベルト90に向けて(図4の両矢印におけるmo方向に)押し込むように構成されている。また、押込ローラ102の一端には、慣性モーメントを与えるフライホイール124が、押込ローラ102と同軸上に固定されている。
The tension
さらに、押込ローラ102の軸方向両端に位置する支持部材112と支持部材112’とが連結部材122によって、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結されている。本実施形態において、連結部材122は装置全体の軽量化のためにワイヤを用いている。ただし、ワイヤに代えて、シャフト状部材や梁状部材を用いても構わない。
Further, a
連結部材の材質としては、ワイヤの場合、鉄、銅、アルミニウムなどの金属、ステンレス等の合金、これら金属や合金の表面をメッキしたワイヤ等の金属系のワイヤが好ましく用いられるが、繊維を撚った糸や紐、樹脂製の糸や紐等であっても問題無い。シャフト状部材や梁状部材の場合には、ワイヤ同様の金属や樹脂の物が好適である。 As the material of the connecting member, in the case of a wire, a metal wire such as a metal such as iron, copper or aluminum, an alloy such as stainless steel, a wire plated on the surface of these metal or alloy is preferably used. There is no problem even if it is a thread or string made of resin or a thread or string made of resin. In the case of a shaft-like member or a beam-like member, a metal or resin material similar to a wire is suitable.
図8に、図7における押込ローラ102の軸方向左端近傍の拡大断面図を示す。なお、本実施形態において、押込ローラ102の軸方向両端の構成は、フライホイール124を除き、左右対称であって基本的に同一なので、図8を用いて説明する以下の構成については、左端のみならず右端近傍についても同様である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the left end in the axial direction of the
図7及び図8に示されるように、軸受110は、押込ローラ102を環で支持する内輪104、及び、内輪104との間にベアリング108を介すことにより内輪104を回転自在に支持する外輪106からなる。
As shown in FIGS. 7 and 8, the bearing 110 includes an
さらに、押込ローラ102の軸方向における内輪104の両側には環状の固定部材118,120が配されている。この固定部材118,120の内周には雌ねじが設けられ、押込ローラ102の軸方向における内輪104の両側に設けられた雄ねじにそれぞれねじ込まれ、固定部材118,120の内輪104側端面が内輪104の端面に強く押し付けられて、内輪104を両側から挟み込むようにして両者間が固定されている。即ち、押込ローラ102と内輪104とが固定部材118,120を介して固定されている。
Further, annular fixing
本実施形態において、押込ローラ102と固定部材118,120との固定は、両者間を接着剤などで固着させることで為されている。即ち、押込ローラ102と内輪104とが固定部材118,120を介して固定されている。
In the present embodiment, the
以上の如き張力変動吸収装置100が、図4に示されるように100D及び100Eの張力変動吸収装置としてベルト駆動装置に備えられる。張力変動吸収装置100E側に着目すると、既述のように、中間転写ベルト90によって、周内方向に押し込まれる力N’(図示の両矢印におけるmi方向に)が押込ローラ102Eに作用している。そして、受容ローラ64が中間転写ベルト90を介して、例えば図5に示される如き外力を受けた際に、このmi方向への中間転写ベルト90による押込み力はより一層強くなる。当該mi方向への押込み力は、図7において矢印C方向からの押込ローラ102への負荷に相当する。
The tension
図9に、中間転写ベルト90による押込み力が作用した状態の張力変動吸収装置100の概略図を示す。図9に示されるように、中間転写ベルト90による押込み力は、押込ローラ102の外周面に対して連結部材122とは反対側から(矢印C方向から)作用する。
FIG. 9 shows a schematic diagram of the tension
図10に、本実施形態における張力変動吸収装置から連結部材122を除した構成の張力変動吸収装置において図9同様の押込み力が作用した状態の概略図を示す。図10において、点線は、押込み力が作用していない元の状態を示すものである。
FIG. 10 is a schematic view showing a state in which a pushing force similar to that in FIG. 9 is applied to a tension fluctuation absorbing device having a configuration in which the connecting
図10に示されるように、矢印C方向から中間転写ベルト90による押込み力が作用すると、その負荷により押込ローラ102が実線で描かれた状態になるように変形しようとする。このとき、押込ローラ102、支持部材112,112’の内側に位置する軸受(110,110’)及び固定部材118,120が一体となって動くため、支持部材112,112’が実線図示のように、当該図面の紙面に垂直な線を軸として、矢印J,J’方向に回転しようとする。
As shown in FIG. 10, when the pressing force by the
これに対して、本実施形態における張力変動吸収装置では、図9に示されるように、支持部材112と支持部材112’との間を、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結する連結部材122が配されているため、連結部材122が伸ばされる強い張力が発生し、連結部材122の引っ張り剛性がそれを打ち消すように作用するため、押込ローラ102の曲げ変形が抑制される。
On the other hand, in the tension fluctuation absorbing device according to the present embodiment, as shown in FIG. 9, the space between the
図11に、本実施形態における張力変動吸収装置から固定部材118,120,118’,120’を除した構成の張力変動吸収装置において図9同様の押込み力が作用した状態の概略図を示す。図11において、点線は、押込み力が作用していない元の状態を示すものである。押込ローラ102と支持部材112,112’の内側に位置する内輪(114,114’)とを固定する固定部材118,120,118’,120’が無いため、両者が固定されていない状態になっている。押込ローラ102と内輪(114,114’)とが固定されていなければ、両者間の多少のガタ(視認できない程度を含む隙間)によって、当該箇所において押込ローラ102の曲げ変形による支持部材112,112’を回転させる動き(矢印J,J’方向への回転)が吸収されてしまう。そのため、連結部材102が配されていたとしても、これに強い張力を発生させることができず、押込ローラ102の曲げ変形を打ち消す効果が抑制される。
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which a pushing force similar to that in FIG. 9 is applied to a tension fluctuation absorbing device having a configuration in which the fixing
これに対して、本実施形態における張力変動吸収装置では、押込ローラ102と内輪(114,114’)とが固定部材118,120,118’,120’によって固定されているため、連結部材122が伸ばされる強い張力が発生し、連結部材122の剛性がそれを打ち消すように作用するため、押込ローラ102の曲げ変形が抑制される。
On the other hand, in the tension fluctuation absorber in the present embodiment, the
以上のように、本実施形態においては、小さな曲げ変形に対しても大きな張力が発生するため、連結部材122としてワイヤの如き軽量の部材を選択して利用することができ、装置の重量増加を抑制しつつ押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が得られる。
As described above, in this embodiment, since a large tension is generated even for a small bending deformation, a lightweight member such as a wire can be selected and used as the connecting
また、本実施形態では、押込ローラ102と内輪104,104’との固定に、押込ローラ102の軸方向における内輪104,104’の両側に位置し、押込ローラ102に固定された環状の固定部材118,120,118’,120’を用いているため、この固定部材118,120,118’,120’が押込ローラ102の補強部材としての機能も併せ持つことになり、押込ローラ102の曲げ変形抑制効果を一層高めている。
In the present embodiment, the fixing
このように押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が奏されることから、本実施形態によれば、中間転写ベルト90の安定搬送が実現され、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制することができるという張力変動吸収装置100本来の機能が発現される。
As described above, since the effect of suppressing the bending deformation of the
(第2の実施形態)
図12に、本発明の例示的一態様である第2の実施形態のベルト駆動装置における張力変動吸収装置の拡大側面図を示す。図12は、図4に示された張力変動吸収装置100に代えて適用される、本実施形態に特徴的な構成を含む張力変動吸収装置200を示すものであり、第1の実施形態のベルト駆動装置における図7と同様の方向から見た側面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 12 shows an enlarged side view of the tension fluctuation absorbing device in the belt driving device of the second embodiment which is an exemplary aspect of the present invention. FIG. 12 shows a tension
また、図13は、図12における押込ローラ102の軸方向左端近傍の拡大断面図である。
13 is an enlarged sectional view of the vicinity of the left end in the axial direction of the
なお、第1の実施形態と同様の構成・機能の部材については、図7及び図8と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略することにする。本実施形態の張力変動吸収装置は、図7や図8に無い新たな符号の部材が、第1の実施形態の構成に代えてあるいは加えて用いられる他、図7や図8における固定部材118,120,118’,120’が配されない点が異なる。
In addition, about the member of the structure and function similar to 1st Embodiment, the code | symbol same as FIG.7 and FIG.8 is attached | subjected, and the detailed description is abbreviate | omitted. In the tension fluctuation absorbing device of this embodiment, a member with a new reference not shown in FIGS. 7 and 8 is used instead of or in addition to the configuration of the first embodiment, and the fixing
本実施形態においては、環状の固定部材に拠らず、押込ローラ102と内輪204とが直接固定されており、両者間の固定は、接着剤などで固着させることで為されている。
In this embodiment, the
また、本実施形態において、押込ローラ102の軸方向両端に位置する支持部材112と支持部材112’とを、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結する連結部材222には、曲げ剛性を有するシャフト状部材を用いている。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態においては、連結部材222の軸方向における支持部材112と支持部材112’との中間位置に、押込ローラ102の周面と外周が接触して従動回転する支持ローラ224が回転自在に取り付けられている。
Further, in the present embodiment, the
以上の如き張力変動吸収装置100が、図4に示されるように100D及び100Eの張力変動吸収装置としてベルト駆動装置に備えられる。
The tension
本実施形態においても、支持部材112と支持部材112’との間を、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結する連結部材222が配されているとともに、押込ローラ102と内輪(214,214’)とが固定されているため、第1の実施形態と同様、中間転写ベルト90による押込み力によって矢印C方向から押込ローラ102に負荷がかかった際に生ずる押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が得られる。
Also in the present embodiment, the connecting
本実施形態では、第1の実施形態と同様の上記効果に加え、従動回転する支持ローラ224の外周が接触する押込ローラ102の周面において、支持ローラ224によって押込ローラ102の変形を押し戻す力が発生するため、押込ローラ102の曲げ変形抑制効果を一層高めている。
In the present embodiment, in addition to the same effects as those of the first embodiment, a force that pushes back the deformation of the
このように押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が奏されることから、本実施形態によれば、中間転写ベルト90の安定搬送が実現され、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制することができるという張力変動吸収装置200本来の機能が発現される。
As described above, since the effect of suppressing the bending deformation of the
支持ローラ224としては、接触安定性の観点から、各種ゴム材料を好適な材質として利用することができるが、これら弾性材料の中でも高硬度の物の如く、食い込み変形に対して大きな反力が得られる材料で形成することが望ましい。
As the
本実施形態においては、押込ローラ102の軸方向中間位置(連結部材222の軸方向における支持部材112と支持部材112’との中間位置)に支持ローラ224を配しているが、連結部材222の軸方向における支持部材112と支持部材112’との間であればいずれの位置に配することも可能である。
In the present embodiment, the
勿論、連結部材222の軸方向における支持部材112と支持部材112’との中間位置が、曲げ変形が生じた場合に押込ローラ102が通常最も変位するので、当該位置に支持ローラ224を配することが、最も高い効果を期待することができる点で好ましい。
Of course, since the pushing
(第3の実施形態)
図14に、本発明の例示的一態様である第3の実施形態のベルト駆動装置における張力変動吸収装置の拡大側面図を示す。図14は、図4に示された張力変動吸収装置100に代えて適用される、本実施形態に特徴的な構成を含む張力変動吸収装置300を示すものであり、第1の実施形態のベルト駆動装置における図7と同様の方向から見た側面図である。
(Third embodiment)
FIG. 14 is an enlarged side view of the tension fluctuation absorbing device in the belt driving device of the third embodiment which is an exemplary aspect of the present invention. FIG. 14 shows a tension
また、図15は、図14における押込ローラ102の軸方向左端近傍の拡大断面図である。
15 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the left end in the axial direction of the
なお、第1の実施形態と同様の構成・機能の部材については、図7及び図8と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略することにする。また、第2の実施形態と同様の構成・機能の部材については、図12及び図13と同一の符号を付して、その詳細な説明を省略することにする。 In addition, about the member of the structure and function similar to 1st Embodiment, the code | symbol same as FIG.7 and FIG.8 is attached | subjected, and the detailed description is abbreviate | omitted. Further, members having the same configuration and function as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 12 and 13, and the detailed description thereof will be omitted.
本実施形態は、第1の実施形態の構成を維持したまま、第2の実施形態の特徴を取り入れたものであり、第2の実施形態では配されていなかった固定部材118,120,118’,120’が配されている。
This embodiment incorporates the features of the second embodiment while maintaining the configuration of the first embodiment, and the fixing
本実施形態においても、支持部材112と支持部材112’との間を、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結する連結部材222が配されているとともに、押込ローラ102と内輪(214,214’)とが固定されているため、第1の実施形態と同様、中間転写ベルト90による押込み力によって矢印C方向から押込ローラ102に負荷がかかった際に生ずる押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が得られる。
Also in the present embodiment, the connecting
また、本実施形態においても、押込ローラ102の軸方向両端に位置する支持部材112と支持部材112’とを、押込ローラ102の中間転写ベルト90との接触側と反対側で連結する連結部材222には、剛性を有するシャフト状部材を用い、連結部材222の軸方向における支持部材112と支持部材112’との中間位置に、押込ローラ102の周面と外周が接触して従動回転する支持ローラ224が回転自在に取り付けられているため、第2の実施形態と同様、支持ローラ224によって押込ローラ102の変形を押し戻す力が発生し、押込ローラ102の曲げ変形抑制効果を一層高めている。
Also in this embodiment, the connecting
さらに、本実施形態では、押込ローラ102と内輪104,104’との固定に、押込ローラ102の軸方向における内輪104,104’の両側に位置し、押込ローラ102に固定された環状の固定部材118,120,118’,120’を用いているため、第1の実施形態と同様、この固定部材118,120,118’,120’が押込ローラ102の補強部材としての機能も併せ持つことになり、押込ローラ102の曲げ変形抑制効果をより一層高めている。
Further, in the present embodiment, an annular fixing member that is positioned on both sides of the
このように押込ローラ102の曲げ変形抑制効果が奏されることから、本実施形態によれば、中間転写ベルト90の安定搬送が実現され、外力によるベルト搬送速度の変動を抑制することができるという張力変動吸収装置300本来の機能が発現される。
As described above, since the effect of suppressing the bending deformation of the
[3.総括]
以上、本発明について、3つの好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の張力変動吸収装置やベルト駆動装置はこれら実施形態の構成に限定されるものではない。
[3. Summary]
The present invention has been described with reference to three preferred embodiments. However, the tension fluctuation absorbing device and the belt driving device of the present invention are not limited to the configurations of these embodiments.
例えば、以上の実施形態では、図1の画像形成装置における第1の領域Dと第2の領域Eの双方に張力変動吸収装置を備えた例のみを例示しているが、本発明においては、無端状のベルトの回転方向における受容ローラの上流かつ駆動ローラの下流の第1の領域と、前記受容ローラの下流かつ前記駆動ローラの上流の第2の領域のいずれか一方に、張力変動吸収装置を備えた構成であっても構わない。ただし、双方に張力変動吸収装置を備えることで、受容ローラの上流側と下流側に同時に生ずるベルトの弛緩と緊張をより効果的に緩和して、張力変動を吸収することができる。 For example, in the above embodiment, only an example in which the tension fluctuation absorbing device is provided in both the first region D and the second region E in the image forming apparatus of FIG. 1 is illustrated, but in the present invention, A tension fluctuation absorbing device in any one of a first region upstream of the receiving roller and downstream of the driving roller and a second region downstream of the receiving roller and upstream of the driving roller in the rotational direction of the endless belt It may be a structure provided with. However, by providing tension fluctuation absorbing devices on both sides, it is possible to more effectively relieve the belt relaxation and tension that occur simultaneously on the upstream side and downstream side of the receiving roller, and absorb tension fluctuations.
また、以上の実施形態においては、押込ローラと内輪との固定に、固定部材を用いた例(第1の実施形態及び第3の実施形態)と、接着剤などで固着させた例(第2の実施形態)が挙げられているが、これらに限定されるものでは無く、例えば、一般的に押込ローラの端部に脱落防止のために設けられるイーリングと内輪との間にワッシャーのような部材を押し込むことで押込ローラと内輪とを固定するような方法であっても構わない。 Moreover, in the above embodiment, the example (1st Embodiment and 3rd Embodiment) which used the fixing member for fixation with a pushing roller and an inner ring, and the example (2nd Embodiment) fixed with the adhesive agent etc. However, the present invention is not limited to these. For example, a washer is generally used between an e-ring and an inner ring provided at the end of the push roller to prevent the drop-off. A method of fixing the pressing roller and the inner ring by pressing the member may be used.
一方、本発明のベルト駆動装置を適用した本発明の画像形成装置について、上記実施形態では、いわゆるタンデム方式のフルカラー画像形成装置を例に挙げて説明したが、本発明においてはこれに限定されるものでは無く、1つの像保持体表面に複数の色のトナー像を形成し得る回転切替形の現像装置を用いて、複数の色のトナー像を現像しつつ、その都度中間転写体表面に積層し、全色積層後一括して記録媒体に転写してフルカラー画像を形成する、いわゆるロータリー方式の画像形成装置や、単一のトナー像形成手段しか有さない単色の画像形成装置であっても、本発明のベルト駆動装置を適用することができる。 On the other hand, the image forming apparatus of the present invention to which the belt driving apparatus of the present invention is applied has been described by taking a so-called tandem full-color image forming apparatus as an example, but the present invention is limited to this. Rather than being developed, a toner image of a plurality of colors is developed using a rotation switching type developing device capable of forming a toner image of a plurality of colors on the surface of one image carrier, and is laminated on the surface of the intermediate transfer member each time. Even a so-called rotary-type image forming apparatus that forms a full-color image by collectively transferring to a recording medium after all color layers are stacked, or a single-color image forming apparatus having only a single toner image forming unit. The belt driving device of the present invention can be applied.
その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のベルト駆動装置及び画像形成装置を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明のベルト駆動装置乃至画像形成装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 In addition, those skilled in the art can appropriately modify the belt driving device and the image forming apparatus of the present invention in accordance with conventionally known knowledge. Of course, such modifications are also included in the scope of the present invention as long as the belt driving device or the image forming apparatus of the present invention is provided.
本発明のベルト駆動装置は、上記実施形態では画像形成装置における中間転写ベルトの搬送に適用する例が例示されているが、その他画像形成装置において、複数のローラに張り渡された無端状のベルトを搬送するとともに、当該複数のローラのいずれかが外力を受容する構成を含む場合に、当該無端状のベルトのベルト搬送装置として適用可能である。 The belt driving device of the present invention is exemplified in the above embodiment as being applied to the conveyance of the intermediate transfer belt in the image forming apparatus. However, in the other image forming apparatus, an endless belt stretched between a plurality of rollers. And a belt conveying device for the endless belt when any of the plurality of rollers includes an external force.
画像形成装置における中間転写ベルトは、複数のローラに張り渡された状態で、感光体ドラムの如き潜像保持体に対向する位置の中間転写ベルトの周内に転写手段を設けて、ベルトユニットとして取引、搬送、利用される場合がある。本発明のベルト駆動装置は、そのようなベルトユニットにも勿論適用することができる。そして、本発明のベルト駆動装置を中間転写ベルトの搬送に用いた当該ベルトユニットは、本発明のベルトユニットに相当する。 The intermediate transfer belt in the image forming apparatus is provided as a belt unit by providing transfer means in the periphery of the intermediate transfer belt at a position facing a latent image holding body such as a photosensitive drum while being stretched between a plurality of rollers. May be used for transaction, transportation, or use. Of course, the belt driving device of the present invention can also be applied to such a belt unit. The belt unit using the belt driving device of the present invention for conveying the intermediate transfer belt corresponds to the belt unit of the present invention.
2:感光体ドラム、 4:帯電装置、 6:露光装置、 8:現像装置、 12:除電ランプ、 14:一次転写装置、 22:クリーニング装置、 48:作像ユニット、 52:駆動ローラ、 54:従動ローラ、 58:搬送ガイド、 60:二次転写装置、 62:定着装置、 64:受容ローラ、 66:二次転写ローラ、 68:用紙、 90:中間転写ベルト、 100,200,300:張力変動吸収装置、 102:押込ローラ、 104,204:内輪、 106:外輪、 108:ベアリング、 110,110’:軸受、 112,112’:支持部材、 114,114’:ばね、 116,116’:ばね台座、 118,120,118’,120’:固定部材、 122,222:連結部材、 124:フライホイール、 224:支持ローラ 2: photoconductor drum, 4: charging device, 6: exposure device, 8: developing device, 12: static elimination lamp, 14: primary transfer device, 22: cleaning device, 48: image forming unit, 52: drive roller, 54: Driven roller, 58: conveyance guide, 60: secondary transfer device, 62: fixing device, 64: receiving roller, 66: secondary transfer roller, 68: paper, 90: intermediate transfer belt, 100, 200, 300: fluctuation in tension Absorber, 102: Pushing roller, 104, 204: Inner ring, 106: Outer ring, 108: Bearing, 110, 110 ′: Bearing, 112, 112 ′: Support member, 114, 114 ′: Spring, 116, 116 ′: Spring Pedestal, 118, 120, 118 ′, 120 ′: fixing member, 122, 222: connecting member, 124: flywheel, 22 4: Support roller
Claims (8)
該押込ローラと同軸上に固定され、慣性モーメントを与えるフライホイールと、
前記押込ローラの軸方向両端に位置し、当該押込ローラに固定された内輪及び該内輪を回転自在に支持する外輪からなる軸受と、
前記押込ローラの軸方向両端に位置し、弾性部材からの力を受けて該軸受の前記外輪を前記ベルトに向けて押し込むように支持する支持部材と、
前記押込ローラの軸方向両端に位置する2つの前記支持部材同士または前記外輪同士を、前記押込ローラの前記ベルトとの接触側と反対側で連結する連結部材と、
を備えることを特徴とする張力変動吸収装置。
A pushing roller that contacts and pushes the endless belt and rotates while being driven;
A flywheel fixed coaxially with the pushing roller and giving a moment of inertia;
A bearing comprising an inner ring that is positioned at both ends in the axial direction of the push roller and is fixed to the push roller and an outer ring that rotatably supports the inner ring;
A support member that is positioned at both axial ends of the push roller and supports the outer ring of the bearing to be pushed toward the belt by receiving a force from an elastic member ;
A connecting member that connects the two support members or the outer rings positioned at both ends of the pressing roller in the axial direction on the side opposite to the contact side of the pressing roller with the belt;
A tension fluctuation absorbing device comprising:
表面にトナー像を保持し前記ベルトの外周面に接触して配置される像保持体に対向する位置に、前記ベルトの内周面側に設けられた転写手段と、
を備え、
前記像保持体表面のトナー像が、前記転写手段によって前記ベルトの外周面に転写されるように構成されてなることを特徴とするベルトユニット。 A belt driving device according to any one of claims 4 to 6;
Transfer means provided on the inner peripheral surface side of the belt at a position facing an image holding member that holds a toner image on the surface and is in contact with the outer peripheral surface of the belt;
With
A belt unit configured to transfer a toner image on the surface of the image carrier to the outer peripheral surface of the belt by the transfer unit.
前記複数のローラの内、前記中間転写ベルトを挟んで前記転写ローラが圧接されるローラを受容ローラ、他の1つを駆動ローラ、さらに他の1つまたは2つを前記張力変動吸収装置における押込ローラ、そして残りの張架ローラを受容ローラ以外の従動ローラとする請求項4〜6のいずれかに記載のベルト駆動装置によって前記中間転写ベルトを無端状のベルトとして駆動することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a toner image forming unit for forming a toner image on the surface of the image carrier, an endless intermediate transfer belt stretched across a plurality of rollers, and the surface of the image carrier on the surface of the intermediate transfer belt A toner image formed on the surface of the intermediate transfer belt, and a primary transfer means for transferring the toner image formed on the intermediate transfer belt; and a transfer roller is pressed against one of the plurality of rollers with the intermediate transfer belt interposed therebetween. Secondary transfer means for transferring to a recording medium supplied from the outside,
Among the plurality of rollers, a roller to which the transfer roller is pressed against the intermediate transfer belt is a receiving roller, the other is a driving roller, and another one or two is pushed in the tension fluctuation absorbing device. An image in which the intermediate transfer belt is driven as an endless belt by the belt driving device according to claim 4, wherein the roller and the remaining stretching roller are driven rollers other than the receiving roller. Forming equipment.
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