JP2014010429A - ベルト制御装置、ローラユニット、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
用紙搬送ベルト９０の蛇行を補正する装置において、張架された用紙搬送ベルト９０が蛇行補正ロール９１に加える張力によって回転体９２と固定部材９４が離れることがある。回転体９２が固定部材９４から離れると回転体９２は傾斜面９３で固定部材９４に当接して押し上げられなくなり、そのためベルト９０の位置が補正されなくなるという課題が発生する。
【解決手段】
ベルトがローラの軸方向に移動することによって前記軸方向に可動であり、前記ベルトの面と平行な面に対して傾斜している傾斜面を有している軸変位部と、前記傾斜面に対向して固定して設置されている軸ガイド部と、前記軸変位部に対して前記軸ガイド部の方向へ力を加えることによって前記軸変位部と、前記軸ガイド部における前記傾斜面との接触を維持することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は複数のローラに掛け渡され、前記ローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に関する。

従来の画像形成装置では、中間転写体、記録媒体搬送部あるいは画像定着部等として様々なベルトが用いられている。これらのベルトは、互いに平行に設けられている少なくとも２本のローラに架け渡された状態で、ローラの回転に伴って走行するように構成されている。しかし、ローラを回転させるために用いられる部品の劣化に起因して複数のローラが互いに平行でなくなることがある。複数のローラが互いに平行でなくなると、ベルトがローラの軸の方向（以降、ローラ軸方向という。）へ寄ってしまう所謂ベルト寄りが発生していた。このベルト寄りによって、ベルトがローラから外れて破損する問題が生じていた。

このようにローラ軸方向に寄ったベルトを元の位置に戻すためのベルト位置補正技術が特許文献１に記載されている。ここで図７を用いて特許文献１に記載されている蛇行を補正する技術について説明する。図７は特許文献１に記載されている蛇行補正装置を表す図である。蛇行補正装置には用紙搬送ベルト９０を張架する蛇行補正ロール９１の一の端部に傾斜面９３を有する回転体９２が設けられている。また、回転体９２の外周面に当接する固定部材９４が設けられている。用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じない場合には図７（１）に示されるように両端の回転体９２がそれぞれ固定部材９４に対して同様に接している状態を保っている。

用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じると用紙搬送ベルト９０の端部が一の回転体９２を押圧する。押圧された回転体９２は蛇行補正ロール９１の軸方向外側へ移動する。回転体９２が軸方向外側へ移動すると、図７（２）に示されるように傾斜面９３が固定部材９４の方向に押し上げられる。これによって用紙搬送ベルト９０は蛇行方向とは逆方向に変位し、用紙搬送ベルト９０の蛇行が補正される。

しかしながら、特許文献１に記載の技術において、張架された用紙搬送ベルト９０が蛇行補正ロール９１に加える張力によって回転体９２と固定部材９４が離れることがある。ここで、この状態となる原因について図８を用いて説明する。図８は図７で示された蛇行補正装置を蛇行補正ロール９１の軸の方向から見た図である。蛇行補正ロール９１がＦ０１およびＦ０２に示される方向に用紙搬送ベルト９０の張力を受ける。これらの張力の合力Ｆ０によって、蛇行補正ロール９１の端部に設けられている回転体９２に対してＦ０の方向へ力が加えられ、固定部材９４から離れる。
回転体９２が固定部材９４から離れると回転体９２は傾斜面９３で固定部材９４に当接して押し上げられなくなり、そのためベルト９０の位置が補正されなくなるという課題が発生する。

上述した課題を解決するため本発明においては、複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、前記ベルトが前記ローラの軸方向に移動することによって前記軸方向に可動であり、前記ベルトの面と平行な面に対して傾斜している傾斜面を有している軸変位部と、前記傾斜面に対向して固定して設置されている軸ガイド部と、前記軸変位部に対して前記軸ガイド部の方向へ力を加えることによって前記軸変位部と、前記軸ガイド部における前記傾斜面との接触を維持することを特徴とする。

本発明によれば、ベルトがローラの軸方向に移動することによって前記軸方向に可動であり、前記ベルトの面と平行な面に対して傾斜している傾斜面を有している軸変位部と、前記傾斜面に対向して固定して設置されている軸ガイド部と、前記軸変位部に対して前記軸ガイド部の方向へ力を加えることによって前記軸変位部と、前記軸ガイド部における前記傾斜面との接触を維持するため、ベルトの位置が補正されなくなるのを防ぐことが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。 本実施形態に係るベルト制御装置を表す図である。 本実施形態に係るベルト制御装置を表す図である。 ベルト３のローラ軸６方向への移動を説明するための図である。 支持中心部４３ａの位置と回転モーメントの方向について説明するための図である。 支持中心部４３ａおよび軸変位部当接部４２ａの位置関係を説明するための図である。 従来のベルト制御装置を表す図である。 従来のベルト制御装置を表す図である。

本発明の実施形態について説明する。

図１はプリンタとして構成された画像形成装置の一例を示す概略構成図であり、ここに示した画像形成装置は、その本体の筐体内に第１乃至第４の４つの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。各感光体上には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成され、これらの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、ブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。

第１乃至第４の感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して中間転写体として構成された中間転写ベルト３が設けられ、各感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが中間転写ベルト３の表面に接している。この中間転写ベルト３は、駆動ローラ５１、支持ローラ５２、５３、５４に架け渡されている。なお、駆動ローラ５１、支持ローラ５２、５３、５４のうち任意のものをローラという。

支持ローラ５２の近傍にはベルト張架バネ５２ａが設けられている。駆動ローラ５１および支持ローラ５３から離れる方向に支持ローラ５２に対して弾性力を加えるように設けられている。これによって、支持ローラ５２に架け渡された中間転写ベルト３は弛むことなく張り詰めた状態が保持され、適切に用紙を搬送することができる。なお、ベルト張架バネ５２ａはバネ、板バネ、ゴム等によって実現される。

駆動ローラ５１が駆動源（図示せず）によって回転し、駆動ローラ５１の回転により中間転写ベルト３が矢印Ａで示される方向へ移動する。中間転写ベルト３は、多層構造、単層構造でも構わないが、多層構造であればベース層を例えば伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂でつくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなるものが好ましい。また、単層であればＰＶＤＦ、ＰＣ、ポリイミド等の材質を用いるものがよい。

感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上にトナー像を形成する構成と、その各トナー像を中間転写ベルト３上に転写する構成は実質的に全て同一であり、形成される各トナー像の色が異なるのみである。よって、第１の感光体１ａにブラックトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３上に転写する構成のみを説明し、第２乃至第４の感光体１ｂ、１ｃ、１ｄ上についての構成の説明を省略する。感光体１ａは図１における矢印Ｂに示される方向に回転駆動される。このとき感光体表面に図示していない除電装置からの光が照射され、感光体１ａの表面電位が初期化される。感光体１ａの近傍には帯電装置８ａが設置されており、表面電位が初期化された感光体表面は帯電装置８ａによってマイナス極性に一様に帯電される。このようにして帯電された感光体表面に、露光装置９から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、感光体１ａの表面に書き込み情報に対応した静電潜像が形成される。本実施形態の画像形成装置においてはレーザビームＬを出射するレーザ書き込み装置を有する露光装置９が用いられている。

また、感光体１ａの近傍には現像装置１０ａが設置されている。感光体１ａに形成された静電潜像は、現像装置１０ａを通るときにブラックトナー像として可視像化される。一方、感光体１ａに対向して中間転写ベルト３を挟むように転写ローラ１１ａが設けられている。

上記転写ローラ１１ａには、感光体１ａ上に形成されたトナー像のトナー帯電極性と逆極性であるプラス極性の転写電圧が印加される。これにより、感光体１ａと中間転写ベルト３との間に転写電界が形成され、感光体１ａ上のトナー像が感光体１ａと同期して回転駆動される中間転写ベルト３上に静電的に転写される。トナー像を中間転写ベルト３に転写したあとの感光体１ａ表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置１２ａによって除去され、感光体１ａの表面が清掃される。

同様にして、第２乃至第４の各感光体１ｂ、１ｃ、１ｄにはマゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。そして、各色のトナー像は、ブラックトナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて静電転写され、合成トナー像が形成される。

また、図１に示されるように、画像形成装置内の下部には給紙装置１４が設けられ、給紙ローラ１５の回転によって、記録媒体Ｐが矢印Ｃ方向に送り出される。送り出された記録媒体Ｐは、レジストローラ対１６によって駆動ローラ５１と、駆動ローラ５１に対向して設置された二次転写ローラ１７との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１７には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。

合成トナー像を二次転写された記録媒体Ｐは、さらに上方に搬送されて定着装置１８を通る。このとき定着装置１８は記録媒体Ｐ上のトナー像を熱と圧力の作用により定着させる。定着装置１８を通過した記録媒体Ｐは、排紙部に設けられた排紙ローラ対１９を介して画像形成装置外に排出される。

また、トナー像転写後の中間転写ベルト３上に付着する転写残トナーはベルトクリーニング装置２０によって除去される。本実施形態におけるベルトクリーニング装置２０は、ウレタン等で構成されたブレード形状のクリーニングブレード２１を有しており、このクリーニングブレード２１は中間転写ベルト３に付着した転写残トナーを掻き取るように設けられている。ベルトクリーニング装置２０には適宜様々な種類のものを用いることが可能であり、例えば、ベルトクリーニング装置２０を導電性ファーブラシによる静電クリーニング方式のものとしても良い。

次に、本実施形態におけるローラの軸方向への中間転写ベルト３の移動を制御するためのベルト制御装置について説明する。本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置が有するローラのうち少なくとも一のローラに設けられている。なお、以降の説明において中間転写ベルト３をベルト３という。

本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置の支持ローラ５２の片側に設けられている。したがって、図２以降は支持ローラ５２の片側を示している。図２（１）は、本実施形態のベルト制御装置の断面概略図である。

図２（１）に示されるように、ベルト制御装置は支持ローラ５２の端部に支持ローラ５２の軸と同軸であるローラ軸６を有している。ローラ軸６は支持ローラ５２より直径が短い円柱の形状をしており、支持ローラ５２、後述するベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０の軸変位部４１、ローラ軸支持部４３を貫通している。また、ローラ軸６は支持ローラ５２と一体となって設けられており、ローラ軸支持部４３を貫通するように設けられている。

また、ベルト突当部３０が支持ローラ５２の端部にローラ軸６方向に可動であるように設けられており、ベルト３の端部（ベルト端部３ａという）が突き当たることによって支持ローラ５２の軸の方向（図２（１）に示されるｚ方向。以降、ローラ軸６方向という）に移動する。ベルト突当部３０はローラ軸６方向に対して略垂直な平面である平面部３０ａを有している。平面部３０ａの周縁は円を形成しており、その円の中心は支持ローラ５２の軸上にある。また、平面部３０ａはベルト３がローラ軸６方向外方（支持ローラ５２の中央部分から端部に向かう方向）に移動したときに、ベルト３の端部が接するベルト端部当接部として機能する。

ベルト端部３ａが移動して平面部３０ａに突き当たったときにベルト３がベルト突当部３０に乗り上げて支持ローラ５２から外れないように、図２（１）に示されるように平面部３０ａの周縁が形成する円の半径Ｄａは、支持ローラ５２の半径Ｄｂにベルト３の厚さを加えた長さより長く構成される。半径８．７８（ｍｍ）の支持ローラ５２、厚さ８０（μｍ）のベルト３が用いられる場合、ベルト突当部３０は他の部品に干渉しないように平面部３０ａの周縁の半径Ｄ１を８．８６（ｍｍ）より長く、たとえば９．００（ｍｍ）とすればよい。

なお、平面部３０ａはベルト端部当接部として機能するものであればよく、その周縁が円でなく、長方形、多角形、その他任意の閉曲線を形成するものであってよい。その場合、支持ローラ５２の軸からその長方形等の周縁までの距離Ｄａは、支持ローラ５２の半径にベルト３の厚さを加えた長さより長いものとする。また、平面部３０ａは凹凸や湾曲を有する面でもよく、ベルト端部当接部として機能するものであればその形状を問わない。

また、ベルト突当部３０は支持ローラ５２、ローラ軸６に対して固定されず、図２（１）に示されるｘｙ平面内で支持ローラ５２の軸と同じ軸を中心として自由に回転するように設けられている。このため、ベルト突当部３０は、ベルト３が平面部３０ａに接している状態で走行するときに、ベルト端部３ａと平面部３０ａの摩擦力によりベルト３に従動して回転する。

続いて、ローラ軸６方向に移動したベルト３を元の位置に戻すためのベルト位置補正部４０について図２および図３を用いて説明する。図２（２）は図２（１）において支持ローラ５２、ローラ軸６が傾斜している状態を表す図である。図３は図２（１）に示されるベルト制御装置をｚ方向から見た概観図である。

ベルト位置補正部４０は、図２（１）に示される軸変位部４１、軸ガイド部４２、ローラ軸支持部４３、固定部４６、および図３に示されるローラ軸支持バネ４５を有している。軸変位部４１はベルト突当部３０とローラ軸６方向内方で接するように設けられている。また、ベルト端部３ａが突き当たってベルト突当部３０が軸方向外方へ移動すると、軸変位部４１はベルト突当部３０に押されてローラ軸６方向外方へ移動する。また、軸変位部４１はローラ軸６方向外方にベルト３の面と平行な面に対してローラ軸６方向外方を下にして傾斜している平面である傾斜面４１ａを有している。また、上述のローラ軸６は軸変位部４１を貫通しているため、軸変位部４１のｘ軸方向の移動に伴って移動する。

さらに、図２（１）に示されるように軸変位部４１の傾斜面４１ａに接して軸ガイド部４２が設けられている。軸ガイド部４２は、その一部である軸変位部当接部４２ａで軸変位部４１の傾斜面４１ａに接している。また、ローラ軸６、軸変位部４１が移動しても、軸ガイド部４２は移動しないように固定されている。このような構成によって、軸変位部４１がローラ軸６方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸変位部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれ、軸変位部４１および軸変位部４１を貫通しているローラ軸６が傾斜することになる。

また、軸ガイド部４２のローラ軸６方向外方に固定部４６が設けられ、固定部４６のローラ軸６方向外方にローラ軸支持部４３が設けられている。ここで、ローラ軸支持部４３、固定部４６の詳細について図３を用いて説明する。

図３に示されるようにローラ軸支持部４３はローラ軸６が貫通するように設けられている。そのため、ローラ軸６が軸変位部４１に伴ってその端部を下方にして傾斜すると、ローラ軸支持部４３は支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って図３に示される矢印アの方向へ傾斜する。また、ローラ軸支持部４３はローラ軸６の移動に伴って動くことのない固定部４６とローラ軸支持バネ４５によって連結されている。なお、ローラ軸支持バネ４５は弾性体の一例であり、バネに代えて板バネ、ゴム等を用いてもよい。

なお、上述した部材のうち支持ローラ５２、ローラ軸６、ベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０を有するものをローラユニットという。また、ローラ軸６、ローラ軸支持部４３を有するものを軸変位部保持部という。

次に、本実施形態の画像形成装置におけるベルト制御装置の動作について説明する。画像形成装置の駆動ローラ５１が駆動源によって回転すると、ベルト３が駆動ローラ５１の回転に伴って図２（１）に示されるｙ方向（以降、走行方向という。）へ走行し、ベルト３の走行に伴ってベルト３を架け渡している支持ローラ５２が回転する。このとき、ベルト３は、例えば複数のローラが互いに平行でないことが原因となってローラ軸６方向へ移動することがある。ベルト３がローラ軸６方向外方へ移動してベルト端部３ａが平面部３０ａに突き当たると、ベルト端部３ａが平面部３０ａに接した状態で、ベルト３は走行方向へ走行する。

一方、ベルト端部３ａがベルト突当部３０に突き当たると、ベルト突当部３０がローラ軸６方向外方へ移動する。ベルト突当部３０がローラ軸６方向外方へ移動すると、軸変位部４１にはローラ軸６方向外方への力が加えられる。この力によって軸変位部４１がローラ軸６方向外方へ移動しようとすると、図２（２）に示されるように軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれて傾斜する。そして、軸変位部４１の傾斜に伴って軸変位部４１を貫通しているローラ軸６が傾斜する。

ここで、複数のローラに架け渡されているベルト３のローラ軸６方向の移動について詳細に説明する。ここでは説明を容易にするため支持ローラ５２および支持ローラ５３に架け渡されている部分のベルト３の動作について説明する。

図４（１）および図４（２）は支持ローラ５２および５３にベルト３が架け渡され、支持ローラ５２の軸と支持ローラ５３の軸とが互いに平行でない状態が表されている。特に、図４（１）には、支持ローラ５２が紙面に対して平行で、支持ローラ５３の左側の端部が右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるよう傾いている状態が表されている。このように支持ローラ５２の軸と支持ローラ５３の軸とが互いに平行でないことによって、ベルト３が走行方向（ｙ軸方向）に対して角度αで傾いている場合、ベルト３がｙ軸方向に距離Ｌだけ走行すると、ベルト３は＋ｚ方向（図４において右側に向かう方向）に距離Ｌｔａｎαだけ移動する。

ベルト３がローラ軸６方向に移動してベルト突当部３０に突き当たると、軸変位部４１はローラ軸６方向外方へ移動してローラ軸６および支持ローラ５２が傾斜する。この動作について具体的に説明する。

図２（１）に示されるように、ベルト端部３ａがベルト突当部３０の平面部３０ａに突き当たるとベルト突当部３０はローラ軸６方向外方へ移動する。軸変位部４１は、ベルト突当部３０の軸方向外方でベルト突当部３０に接するように設けられているので、ベルト突当部３０の移動によって軸変位部４１に対してローラ軸６方向外方への力が加えられる。この力によって軸変位部４１がローラ軸６方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれて傾斜する。そして、軸変位部４１の傾斜に伴って軸変位部４１を貫通しているローラ軸６の端部が＋ｘ方向（図２（２）において下側へ向かう方向）へ移動する。

ローラ軸６の端部が＋ｘ方向に移動すると、ローラ軸６が貫通している支持ローラ５２は傾斜する。図２（２）において支持ローラ５２が傾いた状態をｘ軸方向から見た図が図４（２）である。図４（２）に示されるように支持ローラ５２の左側の端部は右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるよう傾斜している。ここで、支持ローラ５２が支持ローラ５３の傾斜より大きく傾斜していると、支持ローラ５２および支持ローラ５３は図４（１）に示される状態とは相対的に逆の傾きを形成することになる。支持ローラ５２および支持ローラ５３が相対的に逆の傾きを形成するとベルト３は−ｚ方向（図４（２）において左側に向かう方向）に移動し元の位置に戻っていく。

具体的には、図４（２）に示されるように、支持ローラ５２が傾斜することによってベルト３の進行方向が角度α’だけ傾斜した場合、ベルト３がｙ軸方向に距離Ｌだけ走行すると上述の動作と逆方向である−ｚ方向へＬｔａｎα’の距離だけ移動する。すなわち、支持ローラ５２に架け渡されているベルト３は軸方向内方へ戻っていき、ベルト３の位置がローラ軸６方向に対して元の位置に戻る方向に移動するようにベルト３の位置が補正される。

上述のようにベルト３の位置を補正するためには、既に説明したように軸変位部４１が傾斜面４１ａで軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａと接していなければならない。ここで、軸変位部４１が軸ガイド部４２と接しているように、軸変位部４１が軸ガイド部４２の方向に力を受けるための原理について説明する。

支持ローラ５２に架け渡されて走行しているベルト３に対しては、図３（１）に示されるように張力Ｆ１１および張力Ｆ１２が発生する。このため、支持ローラ５２には張力Ｆ１１および張力Ｆ１２の合力Ｆが加えられる。よってローラ軸６を介してローラ軸支持部４３には合力Ｆが加えられる。ここで、ローラ軸支持部４３は支持中心部４３ａを中心として自由に回転するように設けられている。また、支持中心部４３ａは、支持ローラ５２の軸から合力Ｆが働く方向に対して、軸変位部当接部４２ａとは反対側に設けられている。このため、ローラ軸支持部４３とローラ軸６の移動に伴って移動する軸変位部４１を軸変位部当接部４２ａに近づける方向に力が加わるようにローラ軸支持部４３に回転モーメントＦ２が発生する。すなわち、ローラ軸支持部４３を貫通して設けられているローラ軸６、およびローラ軸６が貫通している軸変位部４１は軸変位部当接部４２ａに近づく方向に力が加えられる。そのため、軸変位部４１は軸ガイド部４２と軸変位部当接部４２ａで接している状態を保持することが可能となる。

本実施形態の画像形成装置において、ベルト３を架け渡すローラの位置が変わることによって、ローラ軸支持部４３に発生する回転モーメントＦ２が変化する。具体的には、たとえば、ブラック色のトナーのみを用いるブラック単色モードで画像を形成する場合には、図３（２）に示されるようにベルト３がシアン色、マゼンタ色、イエロー色のトナーを付着するための感光体１ｂ、１ｃ、１ｄには接することなく、ブラック色の感光体１ａのみが接するようにベルト３を架け渡している。これに対し、ブラック色、シアン色、マゼンタ色、イエロー色の全てのトナーを用いるフルカラーモードで画像を形成する場合には、図３（１）に示されるように感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接するようにベルト３を架け渡している。図３（２）に示されるブラック単色モードの場合と、図３（１）に示されるフルカラーモードの場合では、支持ローラ５２に架け渡されたベルト３のなす角度が異なるためローラ軸支持部４３に加えられる張力の方向は異なる。

ここで、図３に示されるベルト位置補正装置において、ローラ軸支持部４３の支持中心部４３ａを図５に示される位置に設置した場合について説明する。図５（１）および図５（２）はそれぞれ図３（１）および図３（２）に示されるベルト位置補正装置のうち支持ローラ５２、ローラ軸６、ベルト当接部４２ａ、ベルト３およびベルト３の張力によってローラ軸６が受ける合力Ｆを表したものであり、支持中心部４３ａを図３に示される場合に比べて上方にずらした点だけが異なる。また、図５（１）における支持中心部４３ａと図５（２）における支持中心部４３ａとは同じ位置にある。

図５（１）および図５（２）で示される位置にローラ軸支持部４３の回転の中心である支持中心部４３ａを設置すると、図５（２）に示されるブラック単色モードの場合には、上述したようにローラ軸支持部４３が軸変位部当接部４２ａに近づく方向に回転モーメントＦ２を加えられる。一方、図５（１）に示されるフルカラーモードの場合には支持ローラ５２の軸から合力Ｆの方向に対して軸変位部当接部４２ａと同じ側に支持中心部４３ａがあるので、ローラ軸支持部４３には軸変位部当接部４２ａと離れる方向へ回転モーメントＦ２が加えられる。すなわち、フルカラーモードの場合には軸変位部４１は軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａから離れてしまうことになる。

このような問題を解決するために、図３（１）および（２）で示されるように、画像形成装置がフルカラーモードで動作する場合もブラック単色モードで動作する場合も、ベルト３の張力の合力Ｆの力点から合力の方向、すなわち支持ローラ５２の軸から合力の方向に対して軸変位部当接部４２ａとは反対側に支持中心部４３ａが設けられる必要がある。なお、通常の画像形成装置では、図１に示されるように、支持ローラ５２と駆動ローラ５１の間を走行しているベルト３の部分３１、および、支持ローラ５２と支持ローラ５３の間を走行しているベルト３の部分３２に発生する張力の大きさは同じであるから、合力Ｆの力点から合力の方向への直線はベルト３の部分３１とベルト３の部分３２によってなす角を二等分する二等分線となる。

以上のことを考慮して支持中心部４３ａを設けることによって、例えばブラック単色モードとフルカラーモードが変わることによって複数のローラ間の相対的な位置関係が変わっても軸変位部４１を軸ガイド部４２に近づける方向に力を加えることができ、適切にローラ軸６を傾斜させることが可能となる。

また、本実施形態においては、図３に示されるようにローラ軸支持バネ４５が設けられているので、軸変位部４１に対してローラ軸６方向外方への力が加えられてローラ軸６が傾斜すると、ローラ軸支持部４３は図３の矢印アで示される方向に支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って傾斜する。ローラ軸支持部４３が傾斜することによって伸びたローラ軸支持バネ４５の伸びを戻す方向に弾性力が働く。この弾性力によってローラ軸支持部４３は元の位置の方（矢印イで示す方向）に戻ろうとするため、ローラ軸支持部４３を貫通しているローラ軸６は上方に変位しようとする。このため、上述のように軸変位部４１に対してローラ軸６方向外方への力が加えられたとき、軸変位部４１はベルト３の張力によって軸ガイド部４２から離れることなく傾斜面４１ａのいずれかの位置において軸変位部４１が軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａと接した状態を保持することが可能となる。

なお、本実施形態においては図２に示されるように軸ガイド部４２の下方において軸変位部４１が接するように設けられている。上述したように、このような構成において軸変位部４１は軸ガイド部４２の軸変位部当接部４２ａから離れないようにするため軸変位部４１に軸変位部当接部４２ａの方向への力が加わるようにしなければならない。

図６（１）は図２に示されるベルト制御装置をｚ軸方向から見た場合の、張力の合力Ｆの方向に対する軸変位部４１、軸変位部当接部４２ａ、および支持中心部４３ａの位置関係を示したものである。また、図６（２）は図６（１）における軸変位部４１、軸変位部当接部４２ａ、および支持中心部４３ａの位置関係を、合力Ｆの方向に対して逆にしたものを表している。

既に上で述べたとおり、図６（１）に示されるように、軸変位部当接部４２ａがベルト３の張力の合力の方向（矢印Ｆ）に対して上側にある場合、支持中心部４３ａは張力の合力の方向に対して下側に設けられなければならない。支持中心部４３ａを有するローラ軸支持部４３に軸変位部当接部４２ａに向かうような上方向の回転モーメントを発生させるためである。このように上方向の回転モーメントが発生することにより、軸変位部４１に軸変位部当接部４２ａの方向への力が加わることになる。そのため、軸変位部４１は軸変位部当接部４２ａとの接触を維持することが可能となる。

ここで、本実施形態における画像形成装置１は、図６（２）に示されるように軸変位部当接部４２ａがベルト３の張力の合力の方向（矢印Ｆ）に対して下側に設けられる場合もある。この場合、支持中心部４３ａは張力の合力の方向に対して上側に設けられなければならない。支持中心部４３ａを有するローラ軸支持部４３に対して軸変位部当接部４２ａに向かうような下方向の回転モーメントを発生させるためである。このように下方向の回転モーメントが発生することにより、軸変位部４１に軸変位部当接部４２ａの方向への力が加わることになる。そのため、軸変位部４１は軸変位部当接部４２ａとの接触を維持することが可能となる。

また、本実施形態において支持ローラ５２の端部にベルト制御装置が設けられているとしたが、駆動ローラ５１，支持ローラ５２、５３、５４のいずれか二以上のローラの端部にベルト制御装置が設けられてもよい。

また、本実施形態において、駆動ローラ５１，支持ローラ５２、５３、５４の一以上のローラの両側の端部にベルト制御装置が設けられてもよい。

また、本実施形態において、ベルト端部支持部７とベルト突当部３０とは、それぞれ別の部材であってもよいし、一体として設けられてもよい。

また、本実施形態において、軸変位部４１はローラ軸６方向外方にベルト３の面と平行な面に対してローラ軸６方向外方を下にして傾斜している平面である傾斜面４１ａを支持ローラ５２の軸より上側に有しているとした。しかし、ローラ軸６方向外方にベルト３の面と平行な面に対してローラ軸６方向外方を上にして傾斜している平面である傾斜面４１ａを支持ローラ５２の軸より下側に有しているとしてもよい。

また、本実施形態において、ベルト端部３ａが平面部３０ａに接した状態でベルト３が走行方向へ走行すると、ベルト端部３ａと平面部３０ａの間で発生する摩擦力によってベルト突当部３０はベルト３の走行に従動して回転する。これによって、ベルト端部３ａが摩擦力によって受ける負荷を低減でき、ベルト３の破損、平面部３０ａの磨耗を防止することが可能となる。

１ 感光体
３ 中間転写ベルト
６ ローラ軸
７ ベルト端部支持部
８ 帯電装置
９ 露光装置
１０ 現像装置
１１ 転写ローラ
１２ クリーニング装置
１４ 給紙装置
１５ 給紙ローラ
１６ レジストローラ対
１７ 二次転写ローラ
１８ 定着装置
１９ 排紙ローラ対
２０ ベルトクリーニング装置
２１ クリーニングブレード
３０ ベルト突当部
３０ａ 平面部
４０ ベルト位置補正部
４１ 軸変位部
４１ａ 傾斜面
４２ 軸ガイド部
４２ａ 軸変位部当接部
４３ ローラ軸支持部
４３ａ 支持中心部
４５ ローラ軸支持バネ
４６ 固定部
５１ 駆動ローラ
５２ 支持ローラ
５３ 支持ローラ
５４ 支持ローラ

特開２００９−２８８４２６号公報

Claims (8)

1. 複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、
   前記ベルトが前記ローラの軸方向に移動することによって前記軸方向に可動であり、前記ベルトの面と平行な面に対して傾斜している傾斜面を有している軸変位部と、
   前記傾斜面に対向して固定して設置されている軸ガイド部と、
   前記軸変位部に対して前記軸ガイド部の方向へ力を加えることによって前記軸変位部と、前記軸ガイド部における前記傾斜面との接触を維持することを特徴とするベルト制御装置。
2. 請求項１に記載のベルト制御装置であって、
   前記ベルトの張力によって軸変位部に対して軸ガイド部の方向へ力を加える軸変位部保持部を有することを特徴とするベルト制御装置。
3. 請求項２に記載のベルト制御装置であって、
   前記軸変位部保持部は、前記ベルトの張力によって発生する回転モーメントによって軸変位部に対して力を加えることを特徴とするベルト制御装置。
4. 請求項２または３に記載のベルト制御装置であって、
   前記軸変位部保持部は、前記軸変位部に前記軸ガイド部の方向へ前記回転モーメントが発生するように支持中心部を有することを特徴とするベルト制御装置。
5. 請求項４に記載のベルト制御装置であって、
   前記支持中心部は、前記ローラの軸から前記ベルトの張力の合力の方向に対して、前記軸ガイド部と前記軸変位部とが接している位置とは反対側にあることを特徴とするベルト制御装置。
6. 請求項５に記載のベルト制御装置であって、
   前記ローラの軸から前記ベルトの張力の合力の方向への直線は前記ローラに架け渡されている前記ベルトがなす角の二等分線であることを特徴とするベルト制御装置。
7. 複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に用いられるローラユニットであって、
   前記ベルトが前記ローラの軸方向に移動することによって前記軸方向に可動であり、前記ベルトの面と平行な面に対して傾斜している傾斜面を有している軸変位部と、
   前記傾斜面に対向して固定して設置されている軸ガイド部と、
   前記軸変位部が前記傾斜面で前記軸ガイド部と接しているように前記軸変位部に対して前記軸ガイド部の方向へ力を加えることによって前記軸変位部と、前記軸ガイド部における前記傾斜面との接触を維持することを特徴とするローラユニット。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のベルト制御装置または請求項７に記載のローラユニットを有する画像形成装置。
   

Images