(57)【要約】【課題】ベルトと連れ回る際の摩擦抵抗を低減するベルト制御装置の提供。【解決手段】本発明のベルト制御装置は、複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトを備え、前記ローラの軸方向への前記ベルト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ときに接触するベルト突当部と、前記軸方向に可動であって、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、を有し、前記ベルトの端部と前記ベルト突当部との間の摩擦力：Ａ、前記ベルト突当部と前記軸変位部との間の摩擦力：Ｂ、としたとき、Ａ＞Ｂであることを特徴とする。【選択図】図３
2020154289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトを備え、
前記ローラの軸方向への前記ベルト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ときに接触するベルト突当部と、
前記軸方向に可動であって、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、
を有し、
前記ベルトの端部と前記ベルト突当部との間の摩擦力：Ａ、前記ベルト突当部と前記軸変位部との間の摩擦力：Ｂ、としたとき、Ａ＞Ｂであることを特徴とするベルト制御装置。
【請求項２】
前記ベルト突当部の前記軸変位部と対向する面に、前記軸変位部の側に向かって突出した突出部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のベルト制御装置。
【請求項３】
複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトを備え、
前記ローラの軸方向への前記ベルト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ときに接触するベルト突当部と、
前記軸方向に可動であって、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、
前記ベルト突当部と前記軸変位部との間に配置された摺動性部材と、を有することを特徴とするベルト制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のベルト制御装置であって、
前記摺動性部材は、フィルム又はシートであることを特徴とするベルト制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のベルト制御装置であって、
前記摺動性部材は、潤滑剤であることを特徴とするベルト制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか1つに記載のベルト制御装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト制御装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の特に中間転写ベルトに用いられる無端状のベルトにおいて、ベルトの蛇行を制御する機構として、ベルト内面側に設けられたベルトを張架するローラの端部に傾斜面を有する回転体を備え、ベルトが蛇行したときにベルト端部が回転体を押圧することでローラが傾斜面に従って傾斜し、ベルトの蛇行が制御されるベルト制御装置が知られている。
しかしながら、このような構成のベルト制御装置においては、回転体部分の回転動作に摩擦抵抗が生じることによって、回転体がベルトの回転に追従できなくなり、回転体が削れていってしまう問題が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は以上のような課題に基づきなされたものであり、ベルトと連れ回る際の摩擦抵抗を低減するベルト制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本願発明にかかるベルト制御装置は、複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトを備え、前記ローラの軸方向への前記ベルト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ときに接触するベルト突当部と、前記軸方向に可動であって、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、を有し、前記ベルトの端部と前記ベルト突当部との間の摩擦力：Ａ、前記ベルト突当部と前記軸変位部との間の摩擦力：Ｂ、としたとき、Ａ＞Ｂであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のベルト制御装置によれば、ベルトと連れ回る際の摩擦抵抗を低減する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態としての画像形成装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明のベルト制御装置の動作の一例を示す図である。
【図３】図２に示したベルト制御装置の動作の一例を示す図である。
【図４】本発明のベルト制御装置の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明のベルト制御装置の摺動性部材の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明のベルト制御装置の摺動性部材の他の構成の一例を示す図である。
【図７】本発明のベルト制御装置の他の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明の実施形態として、図１に複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトたる中間転写ベルト３と、を備えた画像形成装置１００を示している。
【０００８】
本発明の画像形成装置１００は、筐体内にブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色に対応する４つの像担持体たる感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを有している。
これらの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成される。
感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対向して、中間転写体たる中間転写ベルト３が設けられており、各感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは中間転写ベルト３の表面に接している。
中間転写ベルト３は、駆動ローラ５１、および駆動ローラ５１に従動して回転する支持ローラ５２、５３、５４に巻きかけられている。
言い換えると本実施形態の画像形成装置１００は、「複数のローラに巻きかけられて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトを備え」ている。
なお、ここでは駆動ローラ５１、支持ローラ５２、５３、５４を特に区別しない任意のものをローラと呼んでいる。
【０００９】
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。ベルト張架バネ５２ａは、駆動ローラ５１および支持ローラ５３から離間す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。かかる構成により、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を保持されて、適切に用紙Ｐ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、ゴムなどによって実現される。
駆動ローラ５１はモータなどの駆動源によって回転し、駆動ローラ５１の回転によって中間転写ベルト３は、図１にＡ方向で示される方向に移動する。
中間転写ベルト３は、多層構造・単層構造何れの構造でも良いが、単層であればＰＶＤＦ、ＰＣ、ポリイミド等の材質のベルトが望ましく、多層構造であれば、ベース層たる内周側の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形成し、表面をフッ素系樹脂等の平滑性に優れたコート層で被ってなるものが好ましい。
【００１０】
感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ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へと転写する構成は、実質的には４つの色それぞれについて同一の構成であって、形成されるトナー像の色が異なるのみである。
したがって、感光体１ａにブラックトナー像を形成し、中間転写ベルト３へと転写する構成についてのみ説明を行い、他の色については説明を省略する。
【００１１】
感光体１ａは、図１にＢ方向の矢印で示される方向に回転駆動されている。
感光体１ａには、除電装置からの光が照射されて、感光体１ａの表面電位は初期化された状態である。
感光体１ａの近傍には、帯電装置８ａが設置されており、帯電装置８ａは表面電位が初期化された感光体表面を一様に負極性に帯電する。
【００１２】
露光装置９は、かかる感光体１ａの表面にレーザ光Ｌを用いて光書き込みを行う所謂光走査装置である。露光装置９からのレーザ光Ｌにより、感光体１ａの表面のうち、レーザ光Ｌが照射された位置が除電されることで、感光体１ａの表面に静電潜像が形成される。
現像装置１０ａは、感光体１ａの色に対応したトナーを保持する現像部である。
感光体１ａに形成された静電潜像は、現像装置１０ａが設置された位置を通過する際に、静電気力によってトナーが感光体１ａに付着することにより、トナー像として可視化される。
【００１３】
感光体１ａと中間転写ベルト３を挟んで反対側には、転写ローラ１１ａが配置されている。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は逆極性である正極性の転写電圧が印加される。
かかる転写電圧によって、感光体１ａと中間転写ベルト３との間には転写電界が生じて、感光体１ａ上のトナー像は感光体１ａと同期して回転駆動している中間転写ベルト３の表面上に静電的に転写される。
なお、かかる転写が終わった後、感光体１ａの表面はクリーニング装置１２ａによって残留トナーを除去され、感光体１ａの表面が清掃され、除電装置からの光によって表面電位が初期化されて繰り返し上述の転写動作を行うこととなる。
【００１４】
中間転写ベルト３に隣接して配置された感光体１ｂ、１ｃ、１ｄについても同様に順次１色ずつトナー像が静電転写されることで、中間転写ベルト３には、合成トナー像が形成されることとなる。
【００１５】
画像形成装置１００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、記録媒体たる用紙ＰがＣ方向で示す方向に送り出される。用紙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ており、かかる転写電圧によって中間転写ベルト３上の合成トナー像が用紙Ｐへと二次転写される。
合成トナー像を二次転写された用紙Ｐは、さらに上方に搬送されて定着装置１８を通過する。
定着装置１８は、用紙Ｐ上の合成トナー像を熱と圧力の作用によって定着させる。
【００１６】
定着装置１８を通過した用紙Ｐは、排紙部に設けられた排紙ローラ対１９によって画像形成装置１００の筐体外へと排紙される。
なお、二次転写後に中間転写ベルト３上に残留した転写残トナーは、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直線状のクリーニングブレード２１を有しており、かかるクリーニングブレード２１が中間転写ベルト３の表面に当接して転写残トナーを掻き取るように設けられている。
本実施形態においては、クリーニングブレード２１を用いる構成についてのみ述べたが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば導電性ファーブラシによって静電クリーニングする方式のクリーニング装置２０としても良い。
【００１７】
さて、かかる中間転写ベルト３を用いる画像形成装置１００において、各色のトナー像の位置ずれや、ベルトの寄り等によって印刷品質は大きく変わってしまうことが知られている。
したがって、中間転写ベルト３は、張架された状態を維持しながらも、巻きかけられたローラの軸方向への寄りが小さいことが求められている。
【００１８】
そこで、本実施形態においては、画像形成装置１００は、図２に示すように、中間転写ベルト３の回転による「寄り」を低減するためのベルト制御装置としての機能を有するベルト位置補正部４０を有している。
ベルト位置補正部４０は、中間転写ベルト３の巻きかけられた複数のローラのうち、少なくとも１つの軸方向端部に設けられている。以降の説明においては特に、支持ローラ５２の片側に設けられたベルト位置補正部４０について述べるが、かかる支持ローラ５２以外の単数または複数のローラに設けられても良い。
【００１９】
ベルト位置補正部４０は、図１の画像形成装置１００の支持ローラ５２の片側に設けられている。図２は、支持ローラ５２を長手方向に切った断面を搬送方向に沿って見たときの図である。
図２から明らかなように、ベルト位置補正部４０は、支持ローラ５２の端部に支持ローラ５２と回転軸を同軸とするローラ軸６を有している。
ベルト位置補正部４０は、ローラ軸６に対して固定され、ローラ軸６に対して傾斜した傾斜部４１ａを備える軸変位部４１と、傾斜部４１ａと当接することで軸変位部４１をガイドするための軸ガイド部４２と、を有している。
ベルト位置補正部４０は、ローラ軸６を支持するローラ軸支持部４３と、固定部４６と、固定部４６とローラ軸支持部４３とを連結してＹ方向に付勢するローラ軸支持バネ４５と、を有している。
【００２０】
ローラ軸６は、支持ローラ５２よりも直径の小さい円柱状の部材であり、支持ローラ５２、後述するベルト突当部３０、軸変位部４１、ローラ軸支持部４３を貫通している軸状部材である。
ローラ軸６と支持ローラ５２とは一体に設けられており、一体に回転する。
【００２１】
ベルト突当部３０は、支持ローラ５２の端部に、ローラ軸６の軸方向たるＺ方向に可動なように設けられた円板状の部材である。
ベルト突当部３０は、Ｚ方向に対して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、支持ローラ５２またはローラ軸６を中心とした円を形成している。
かかる平面部３０ａと中間転写ベルト３の端部であるベルト端部３ａとが突き当たることでＺ方向に移動する。すなわち、中間転写ベルト３の「寄り」が生じたときには、ベルト端部３ａがＺ方向にベルト突当部３０を押圧することにより、ベルト突当部３０がＺ方向へと移動する。このように、平面部３０ａは、中間転写ベルト３がＺ方向（特に支持ローラ５２の中央部から端部に向かう方向）に移動したときにベルト端部３ａが当接するベルト端部当接部としての機能を有している。
【００２２】
ベルト端部３ａが移動して平面部３０ａと当接した時に中間転写ベルト３がベルト突当部３０に乗り上げて支持ローラ５２から外れてしまうことが無いように、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に中間転写ベルト３の厚みｄを加えた長さより大きくなるように構成される。
例えば、支持ローラ５２の半径Ｄｂ：８．７８ｍｍ、中間転写ベルト３の厚みｄ：８０μｍ、平面部３０ａの周縁が形成する円の半径Ｄａ：９．００ｍｍ（＞８．８６ｍｍ）とすれば良い。
なお、ベルト突当部３０は円板状以外の形状であっても良く、その形状を問わないが、その場合には、かかる平面部３０ａの周縁が形成する円の半径Ｄａは、最もローラ軸６の中心までの距離が短くなる距離：Ｄａと読み替えればよい。
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に示すようにＸＹ平面内で支持ローラ５２の軸と同じ軸を中心に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、ベルト端部３ａと平面部３０ａとの間の摩擦力によって中間転写ベルト３のＡ方向への回転に沿って従動回転する。
ベルト突当部３０は、中間転写ベルト３のベルト端部３ａを傷つけることが無いよう、中間転写ベルト３よりも硬度が低い材質を用いることが好ましい。
【００２３】
本実施形態における画像形成装置１００のベルト制御装置としての動作を説明する。
駆動ローラ５１が駆動源によって回転されると、中間転写ベルト３は駆動ローラ５１の回転に伴ってＡ方向に従動回転する。このとき、図２、及び図３においてはＹ方向（走行方向）に走行するとともに、中間転写ベルト３の回転に伴って支持ローラ５２も従動回転する。
【００２４】
中間転写ベルト３は、例えば巻きかけられている複数のローラが互いに平行でないなどの原因によって、ローラの軸方向（Ｚ方向）へと移動することがある。
【００２５】
さて、中間転写ベルト３がＺ方向に移動した場合に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、及び図３、図４を用いて説明する。
図３は、図２において支持ローラ５２、ローラ軸６が傾斜した状態を示す図である。図４は、図２をＺ方向からみたときの概観図である。
【００２６】
軸変位部４１は、Ｚ方向内側においてベルト突当部３０と当接するように設けられている。
ベルト端部３ａがＺ方向に移動して、ベルト突当部３０を外側に押圧すると、ベルト突当部３０によって軸変位部４１がＺ方向外側に向かって押圧されて移動する。
軸変位部４１は、既に述べたように、傾斜部４１ａにおいて軸ガイド部４２の軸変位当接部４２ａと当接してガイドされるから、軸変位部４１がＺ方向外側に向かって移動したときには、傾斜部４１ａの当接位置たる軸変位当接部４２ａが上方に変位することで、軸変位部４１と軸変位部４１を貫くローラ軸６とが下方（Ｘ方向）に向かって傾斜することとなる（図３参照）。
ローラ軸支持部４３は、図４に示すように、ローラ軸６が貫通するように設けられており、支持中心部４３ａにおいて固定部４６と固定されている。したがって、ローラ軸６が軸変位部４１とともに端部がＸ方向に下方変位すると、ローラ軸支持部４３は支持中心部４３ａを回転中心として円弧状に図４にＣ方向として示した方向へと傾斜する。
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、画像形成装置１００の筐体に固定された固定部４６とローラ軸支持バネ４５によって連結されている。
かかる構成により、ローラ軸支持部４３が図４でＣ方向に移動したときにも、ローラ軸支持バネ４５によってＸ方向に付勢されることで復元力が働くこととなる。すなわち、中間転写ベルト３の「寄り」がない場合には、かかる復元力により図２に示したような基準位置へと戻ることができる。
【００２７】
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の各部材を有するユニットとしてローラユニットと呼ぶ。
また、ローラ軸６と、ローラ軸支持部４３とは軸変位部４１を保持するから「軸変位部保持部」と呼ぶ。
【００２８】
このようなベルト位置補正部４０とベルト突当部３０との動作によって、中間転写ベルト３は、「寄り」が発生してＺ方向に移動してしまったときにも、軸変位部４１が下方にローラ軸６を傾斜させることによって、かかるＺ方向の移動を低減するあるいは復元するように機能する。
【００２９】
しかしながら、かかる構成においては、ベルト突当部３０は、図５に示すように、中間転写ベルト３とベルト突当部３０との間の摩擦力Ａによって従動回転する都合上、全く同一の回転速度で移動することが理想ではあるが、実際は線速差が生じてしまう。
また、ベルト突当部３０は、軸変位部４１とも当接しており、かつ軸変位部４１はローラ軸６とは一体に回転しないから、軸変位部４１との接触による摩擦力Ｂも線速差の原因となってしまう。
【００３０】
このような線速差が生じると、柔らかいベルト突当部３０が中間転写ベルト３によって削られてしまい、その際に生じる粉末によって、中間転写ベルト３上に担持されるトナー像に悪影響を与えることがわかってきた。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、図５に示すように、ベルト端部３ａとベルト突当部３０との間の摩擦力：Ａ、ベルト突当部３０と軸変位部４１との間の摩擦力：Ｂ、としたとき、Ａ＞Ｂとなるようにしている。具体的には、摩擦力Ｂが小さくなるように、軸変位部４１とベルト突当部３０との間の接触面積を低減している。
【００３２】
この点についてさらに説明する。
中間転写ベルト３が蛇行してベルト突当部３０をＺ方向に押圧すると、ベルト突当部３０と軸変位部４１とが接触する。
するとベルト突当部３０は、回転方向（走行方向＝Ｙ方向）に中間転写ベルト３から受ける力（走行方向に順方向の摩擦の力Ａ）と、ベルト突当部３０の回転を止めようとする軸変位部４１からの力（走行方向に逆方向の摩擦の力Ｂ）とを受けることとなる。
ここで、摩擦の力関係がＡ＞Ｂであれば、ベルト突当部３０は中間転写ベルト３とともに連れ回る方向の力が大きくなるため、線速差を小さくすることができる。
しかしながら、Ａ≦Ｂであれば、軸変位部４１の抵抗によって中間転写ベルト３に追従して回転できなくなってしまうために線速差が増大し、中間転写ベルト３が削れやすくなってしまう。
【００３３】
このように、ベルト端部３ａとベルト突当部３０との間の摩擦力：Ａ、ベルト突当部３０と軸変位部４１との間の摩擦力：Ｂ、としたとき、Ａ＞Ｂとなるようにする構成としては、他、図６に示すように、ベルト突当部３０と軸変位部４１との間に摺動性を向上するために摺動性部材４７を配置する構成としても良い。
かかる摺動性部材４７は例えばフッ素系樹脂のフィルムやシートであっても良いし、潤滑剤であっても良い。
あるいは、図５、及び図６に示したように、軸変位部４１に突出部４１ｂを設けてベルト突当部３０との間の接触面積を低減した上で、摺動性部材４７を突出部４１ｂとベルト突当部３０との間に配置するとしても良い。
【００３４】
または、図７に示すように、ベルト突当部３０の軸変位部４１と対向する面に、軸変位部４１側に向かって突出した凸部たる突出部３０ｂを設けて、ベルト突当部３０の軸変位部４１との間の接触面積を低減する構成としても良い。
かかる構成により、ベルトと連れ回る際の摩擦抵抗を低減する。
【００３５】
さらに、軸変位部４１とベルト突当部３０との間の接触面積を低減する構成に加えて、中間転写ベルト３とベルト突当部３０との間の摩擦力Ａを大きくするような構成を追加しても良い。
たとえば、ベルト突当部３０の中間転写ベルト３と当接する領域の表面粗さや摩擦係数を、ベルト突当部３０の軸変位部４１側の面の表面粗さや摩擦係数よりも大きくしても良い。
【００３６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００３７】
３            中間転写ベルト
３ａ        ベルト端部
３０          ベルト制御装置（ベルト突当部）
３０ｂ        突出部
４０          ベルト制御装置（ベルト位置補正部）
４１          軸変位部
４１ａ        傾斜面（傾斜部）
４２          軸ガイド部
４７          摺動性部材（フィルム、潤滑剤）
５１、５２、５３、５４      ローラ
１００        画像形成装置
Ｚ    軸方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開２０１３−２３８８１８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１９８２９３号公報
【図１】
2020154289.tif 000003
【図２】
2020154289.tif 000004
【図３】
2020154289.tif 000005
【図４】
2020154289.tif 000006
【図５】
2020154289.tif 000007
【図６】
2020154289.tif 000008
【図７】
2020154289.tif 000009