(57)【要約】【課題】ベルトの蛇行を未然に防止でき、かつ、小型に構成できるベルト駆動装置を得る。【解決手段】駆動ローラ１０と従動ローラ２０とに無端状に張り渡されたベルト３０を一方向Ｘに回転駆動するベルト駆動装置。ベルト３０は駆動ローラ１０との摩擦によって回転駆動され、従動ローラ２０はベルト３０との摩擦によって従動回転する。従動ローラ２０は、駆動ローラ１０と従動ローラ２０のそれぞれの軸心を結ぶラインＨよりもベルト３０にたるみが生じる側、即ち、回転方向Ｘの上流側に向かってガイド面２５に沿って移動可能に設置されている。【選択図】図１
2011237522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと従動ローラとに無端状に張り渡されたベルトを一方向に回転駆動するベルト駆動装置において、
前記ベルトは駆動ローラとの摩擦によって回転駆動され、従動ローラは前記ベルトとの摩擦によって従動回転し、
従動ローラは、駆動ローラと従動ローラのそれぞれの軸心を結ぶラインよりも前記ベルトにたるみが生じる側に移動可能に設置されていること、
を特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
駆動ローラと従動ローラとが両者の間隔が最も広い状態において、前記ベルトが従動ローラから離れる点をＡ、前記ベルトが駆動ローラに接する点をＢとし、従動ローラが移動した位置で前記ベルトが従動ローラから離れる点をＣとしたとき、Ａ点からＢ点までのベルト長さがＣ点からＢ点までのベルト長さに等しいこと、を特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
従動ローラは、駆動ローラの軸心を中心とした同心円上に延在するガイド面によってその移動をガイドされること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記ベルトはトナーを加熱定着するための定着ベルトであること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記ベルトはトナーが転写される中間転写ベルトであること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト駆動装置、特に、複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載されるベルト駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタなどの電子写真法による画像形成装置では、種々のベルト駆動装置が搭載されている。例えば、トナーを加熱定着する定着装置にあっては、電力消費を抑えるために熱容量の小さいベルトを使用するのが一般的である。搬送されてきた用紙を加圧ローラとで挟み込む定着ローラと、熱源を内蔵した加熱ローラとに定着ベルトが無端状に張り渡されている。この場合、定着ローラがベルトを回転駆動する駆動ローラとして機能し、加熱ローラが従動ローラとして機能している。
【０００３】
加熱ローラ（従動ローラ）は、室温から２００℃程度の高温までの広範囲の温度帯で使用されるため、熱膨張で軸方向の伸縮が生じる。このため、軸受部分には回転方向の負荷と軸方向の負荷が加わり、場合によっては軸受が傾いて加熱ローラの回転負荷が増大することがある。このような場合、加熱ローラに傾きが生じて定着ベルトが蛇行する。
【０００４】
また、トナーが１次転写される中間転写ベルトは、駆動ローラと従動ローラとの間に無端状に張り渡されている。中間転写ベルトに対しては、残留トナーを除去するためのクリーナブレードが圧接されており、該ベルトの表面状態やクリーナブレードのエッジの摩耗などで摺動抵抗が変動することがある。このような場合、従動ローラに傾きが生じるとともに中間転写ベルトに傾きが生じて該ベルトが蛇行する。
【０００５】
前記定着ベルトや前記中間転写ベルトにあっては、従動ローラにフランジなどを設けてベルトの蛇行を規制しているが、規制の許容値を超えると蛇行を規制することができず、ベルトの変形、破損につながるという問題点を有していた。
【０００６】
特許文献１には、ベルトの蛇行を防止するために、駆動ローラに加えて、第１張架ローラ及び第２張架ローラを配置し、ベルトの側部に設けた規制部材が第１張架ローラに乗り上げて該ローラが移動する際に、移動方向を第２張架ローラより離れる方向とするベルト駆動装置が記載されている。しかし、このベルト駆動装置では、ベルトを張架するのに少なくとも３本のローラを必要とし、小スペースに配置することが困難であり、コストも増大してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１５４７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ベルトの蛇行を未然に防止でき、かつ、小型に構成できるベルト駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の目的を達成するため、本発明の一形態であるベルト駆動装置は、
駆動ローラと従動ローラとに無端状に張り渡されたベルトを一方向に回転駆動するベルト駆動装置において、
前記ベルトは駆動ローラとの摩擦によって回転駆動され、従動ローラは前記ベルトとの摩擦によって従動回転し、
従動ローラは、駆動ローラと従動ローラのそれぞれの軸心を結ぶラインよりも前記ベルトにたるみが生じる側に移動可能に設置されていること、
を特徴とする。
【００１０】
前記ベルト駆動装置において、従動ローラにベルトの回転による負荷が大きく作用すると、従動ローラは駆動ローラと従動ローラのそれぞれの軸心を結ぶラインよりもベルトにたるみが生じる側に移動し、ベルトの蛇行が未然に防止される。即ち、従動ローラに作用する負荷が増大すると、従動ローラに傾きが生じる傾向にあるが、従動ローラの移動によってその傾きが矯正される。それゆえ、ベルトの蛇行が防止される。また、前記ベルト駆動装置は駆動ローラと従動ローラとの２軸張架構造であり、多数のローラを必要としていないので小型に構成でき、小スペースに配置することが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ベルトの蛇行を未然に防止でき、かつ、ベルト駆動装置自体を小型に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るベルト駆動装置の基本形態を示し、（Ａ）は通常状態の説明図、（Ｂ）は負荷増大状態の説明図である。
【図２】本発明に係るベルト駆動装置の制約条件を示すための説明図である。
【図３】本発明を定着装置に適用した場合の概略構成図である。
【図４】本発明を中間転写装置に適用した場合の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るベルト駆動装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図において同じ部材、部分を示す符号は共通して用いている。
【００１４】
本発明に係るベルト駆動装置は、図１（Ａ）に示す基本形態を備えている。即ち、駆動ローラ１０と従動ローラ２０とに無端状に張り渡されたベルト３０を一方向（矢印Ｘ方向）に回転駆動するベルト駆動装置であり、ベルト３０は駆動ローラ１０との摩擦によって回転駆動され、従動ローラ２０はベルト３０との摩擦によって従動回転する。駆動ローラ１０は支軸１１を中心として図示しない駆動源によって矢印Ｘ方向に回転駆動される。従動ローラ２０は支軸２１を中心として従動回転する。
【００１５】
そして、従動ローラ２０は、駆動ローラ１０と従動ローラ２０のそれぞれの軸心を結ぶラインＨよりもベルト３０にたるみが生じる側（図２参照）、即ち矢印Ｘ方向の上流側に向かって移動可能に設置されている。具体的には、支軸２１は円弧状のガイド面２５によってガイドされる。このガイド面２５は、駆動ローラ１０の軸心を中心とした同心円上に延在しており、かつ、従動ローラ２０を図１（Ａ）に示す所定位置に位置決め保持している。
【００１６】
本ベルト駆動装置において、従動ローラ２０にベルト３０の回転による負荷が大きく作用すると、支軸２１に歪みが生じて従動ローラ２０が傾こうとする。このような歪み（傾き）を解消するために、従動ローラ２０はガイド面２５に沿って、駆動ローラ１０と従動ローラ２０のそれぞれの軸心を結ぶラインＨよりもベルト３０にたるみが生じる側（矢印Ｘ方向の上流側）に移動し、支軸２１の平行度が維持されるので、ベルト３０の蛇行が未然に防止される。ベルト３０は従動ローラ２０によってストップ力が作用すると、従動ローラ２０の回転方向上流側にたるみを生じる。
【００１７】
つまり、従動ローラ２０に作用する負荷が増大すると、従動ローラ２０に傾きが生じる傾向にある。しかし、従動ローラ２０の前述のような移動によってその傾きが矯正される。それゆえ、ベルト３０の蛇行が防止される。また、ベルト駆動装置は駆動ローラ１０と従動ローラ２０との２軸張架構造であり、多数のローラを必要としていないので小型に構成でき、小スペースに配置することが可能である。
【００１８】
なお、本ベルト駆動装置にはベルト３０の蛇行を規制するための手段が施されている。例えば、ベルト３０の両側部に、ローラ１０，２０に接触する蛇行規制部材を取り付けたり、ローラ１０，２０に蛇行規制用のフランジ部を設けたりしている。このような蛇行規制手段を設けていても、蛇行力が規制許容値を超えるとベルトの変形、破損につながる。しかし、本ベルト駆動装置にあっては、従動ローラ２０の前記移動によってベルト３０の蛇行自体が抑えられるため、ベルト３０の変形、破損が未然に防止されるのである。
【００１９】
ところで、以上のごとくベルト３０の蛇行を効果的に防止するには、以下の制約条件を満足することが好ましい。駆動ローラ１０と従動ローラ２０とが両者の間隔が最も広い状態において、ベルト３０が従動ローラ２０から離れる点をＡ、ベルト３０が駆動ローラ１０に接する点をＢとし、図１（Ｂ）に示すように、従動ローラ２０が移動した位置でベルト３０が従動ローラ２０から離れる点をＣとしたとき、Ａ点からＢ点までのベルト長さがＣ点からＢ点までのベルト長さに等しいことである。
【００２０】
図２に示すように、駆動ローラ１０と従動ローラ２０の半径ｒが等しく、駆動ローラ１０の軸心から従動ローラ２０の軸心までの距離をＬ、従動ローラ２０の移動による回転角をθ、従動ローラ２０の垂直方向の移動量をＹとする。この場合、従動ローラ２０の移動軌跡はθとＹとの関係において以下の式で示される。
【００２１】
Ｙ＝｛Ｌ−２πｒ×（θ／３６０）｝×ｓｉｎθ
【００２２】
本発明に係るベルト駆動装置を定着装置に適用した例を図３に示す。駆動ローラ１０ａと従動ローラ２０ａとに定着ベルト３０ａが無端状に張り渡されており、定着ベルト３０ａは矢印Ｘ方向に回転駆動される。定着ベルト３０ａには加圧ローラ４０が圧接して定着ニップ部４１を形成している。従動ローラ２０ａにはヒータ４５が内蔵されている。用紙Ｓは転写されたトナー画像を定着ベルト３０ａに向けて下方から定着ニップ部４１に送り込まれる。
【００２３】
本定着装置においても、従動ローラ２０ａは、駆動ローラ１０ａと従動ローラ２０ａのそれぞれの軸心を結ぶラインよりも定着ベルト３０ａにたるみが生じる側に移動可能に設置されていることは勿論である。
【００２４】
本発明に係るベルト駆動装置を中間転写装置に適用した例を図４に示す。駆動ローラ１０ｂと従動ローラ２０ｂとに中間転写ベルト３０ｂが無端状に張り渡されており、中間転写ベルト３０ｂは矢印Ｘ方向に回転駆動される。中間転写ベルト３０ｂには２次転写ローラ５０が接触して転写ニップ部５１を形成している。また、中間転写ベルト３０ｂには従動ローラ２０ｂ側に残留トナーのクリーナブレード５２が圧接している。また、中間転写ベルト３０ｂの下側には感光体６０ｙ，６０ｍ，６０ｃ，６０ｋ及び１次転写ローラ６１ｙ，６１ｍ，６１ｃ，６１ｋが配置されている。これらの感光体及び１次転写ローラは、それぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）のトナー画像を形成するためのものである。それぞれの感光体上に形成されたトナー画像は、中間転写ベルト３０ｂに順次１次転写されてカラー画像に合成され、転写ニップ部５１を搬送される用紙Ｓに２次転写される。
【００２５】
なお、感光体６０ｙ，６０ｍ，６０ｃ，６０ｋにトナー画像を形成して、１次転写、２次転写を行う、タンデム方式のカラー画像の形成プロセスは周知であり、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
本中間転写装置においても、従動ローラ２０ｂは、駆動ローラ１０ｂと従動ローラ２０ｂのそれぞれの軸心を結ぶラインよりも定着ベルト３０ｂにたるみが生じる側に移動可能に設置されていることは勿論である。なお、本中間転写装置において、中間転写ベルト３０ｂは従動ローラ２０ｂの近傍において感光体６０ｙと１次転写ローラ６１ｙにて挟着されている（挟着点６２）。従って、中間転写ベルト３０ｂに負荷が作用した場合、従動ローラ２０ｂは挟着点６２を中心に移動することになる。
【００２７】
（他の実施例）
なお、本発明に係るベルト駆動装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００２８】
例えば、従動ローラの移動をガイドする手段は前記ガイド面２５以外にガイド溝などであってもよい。また、ベルト駆動装置は、定着装置や中間転写装置以外の装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明は、ベルト駆動装置に有用であり、特に、ベルトの蛇行を未然に防止でき、かつ、ベルト駆動装置自体を小型に構成できる点で優れている。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１０ａ，１０ｂ…駆動ローラ
１１…支軸
２０，２０ａ，２０ｂ…従動ローラ
２１…支軸
２５…ガイド面
３０，３０ａ，３０ｂ…ベルト
【図１】
2011237522.tif 000003
【図２】
2011237522.tif 000004
【図３】
2011237522.tif 000005
【図４】
2011237522.tif 000006