(57)【要約】【課題】簡易で安価な構成でベルトの蛇行や片寄りを防止することのできるベルト搬送装置を提供する。【解決手段】無端ベルト４を回転駆動可能に張架する複数の支持ローラ１０を備えたベルト搬送装置は、ベルトの外周面に接触し、ベルトの幅方向とは異なる方向に伸びた軸周りに回転可能なコロ４８と、ベルト回転時にコロとの摺擦により幅方向に付勢されるベルトと係合し、これによりベルトの幅方向への移動を規制する規制手段とを備える。規制手段は、ベルトの内周面にその回転方向に沿って直線的に設けられた突起部５４と、ベルト回転時にベルト幅方向に付勢される突起部と摺接するように、突起部に対向して支持ローラ１０に設けられたガイド面５６ａとから構成される。規制手段は、コロとの摺擦により幅方向に付勢されたベルトの幅方向の移動を規制し、これにより、ベルトは、規制手段により設定された基準位置に沿って回転できる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトを回転駆動可能に張架する複数の支持ローラを備えたベルト搬送装置において、
無端ベルトの外周面に接触し、無端ベルトの幅方向とは異なる方向に伸びた軸周りに回転可能なコロと、
無端ベルトの回転時にコロとの摺擦により無端ベルトの幅方向に付勢される無端ベルトと係合し、これにより無端ベルトの幅方向への移動を規制する規制手段とをさらに備えたベルト搬送装置。
【請求項２】
前記コロは、コロの軸線と支持ローラの軸線が同一平面内にあるように、無端ベルトを挟んで支持ローラに対向して配置されていることを特徴とする請求項１のベルト搬送装置。
【請求項３】
前記コロは円錐台形状であることを特徴とする請求項１又は２のベルト搬送装置。
【請求項４】
前記規制手段は、無端ベルトの内周面にその回転方向に沿って直線的に設けられた突起部と、無端ベルトの回転時に無端ベルトの幅方向に付勢される前記突起部と摺接するように、前記突起部に対向して支持ローラに設けられたガイド部とから構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベルト搬送装置。
【請求項５】
前記コロは前記ガイド部に対向して配置されていることを特徴とする請求項４のベルト搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタに用いられる中間転写ベルト等、複数のローラに張架された無端ベルトを回転するためのベルト搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４つの感光体と中間転写ベルトとを対向させ、各感光体上に形成したシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックのトナー画像を中間転写ベルトに順次重ねて一次転写した後、中間転写ベルトと中間転写ベルトに圧接する二次転写ローラとの間を通過する用紙にカラートナー画像を二次転写してカラー画像を得るようにしたカラー画像形成装置が知られている。
【０００３】
中間転写ベルトは駆動ローラを含む複数の支持ローラにより張架されており、したがって、駆動ローラを回転させることで中間転写ベルトが回転するが、支持ローラ群のアライメント不良（支持ローラの軸が互いに平行でない）などが原因で、中間転写ベルトが支持ローラの軸方向に沿って左右に蛇行したり一方向に片寄る現象が発生することがある。この場合、４つの色重ね位置が一定でなくなり、所望の色がでなくなったり線がボケるなど、画像不良が発生する。これを解決するために、例えば特開平６−１４４６３１号公報、特開平４−１３３９２６号公報、特開平５−１５５４５７号公報などには、中間転写ベルトの蛇行等を防止する構成が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの構成も、高精度のベルト位置検出手段を備えるとともに、検出値に基づいてベルトを基準位置に補正する複雑な機構が必要であるなど、ベルト搬送装置は非常に高価なものとなっていた。しかも、ベルト位置は高精度に制御する必要があるため、複雑な制御シーケンスを行う必要があった。
【０００５】
そこで、本発明は、簡易で安価な構成でベルトの蛇行や片寄りを防止することのできる、中間転写ベルトなど無端ベルトを搬送するための装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係るベルト搬送装置は、
無端ベルトを回転駆動可能に張架する複数の支持ローラを備えたベルト搬送装置において、
無端ベルトの外周面に接触し、無端ベルトの幅方向とは異なる方向に伸びた軸周りに回転可能なコロと、
無端ベルトの回転時にコロとの摺擦により無端ベルトの幅方向に付勢される無端ベルトと係合し、これにより無端ベルトの幅方向への移動を規制する規制手段とをさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係るベルト搬送装置は、請求項１のベルト搬送装置において、
コロは、コロの軸線と支持ローラの軸線が同一平面内にあるように、無端ベルトを挟んで支持ローラに対向して配置されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係るベルト搬送装置は、請求項１又は２のベルト搬送装置において、コロが円錐台形状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係るベルト搬送装置は、請求項１〜３のいずれかに記載のベルト搬送装置において、
規制手段は、無端ベルトの内周面にその回転方向に沿って直線的に設けられた突起部と、無端ベルトの回転時に無端ベルトの幅方向に付勢される突起部と摺接するように、突起部に対向して支持ローラに設けられたガイド部とから構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係るベルト搬送装置は、請求項４のベルト搬送装置において、コロがガイド部に対向して配置されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。なお、本願明細書では、方向を表す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、およびこれらの用語を含む別の用語）を適宜用いるが、説明に用いる図面中の方向を示すだけのものであって、これらの用語によって本発明が限定的に解釈されるべきでない。
【００１２】
以下では、本発明に係るベルト搬送装置を、タンデム式のカラープリンタの中間転写ベルトを搬送するのに用いた例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、中間転写ベルトの１回転毎に該ベルト上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像を形成し、中間転写ベルトを４回転させることでフルカラー画像を形成する、いわゆる４サイクルカラー画像形成装置に適用することもできる。また、カラー画像形成装置に限らず、ベルト構成を有する種々の装置に適用可能である。
【００１３】
図１は、カラー画像形成装置２の全体構成図である。画像形成装置２は、その内部のほぼ中央部に中間転写ベルト４を備えている。中間転写ベルト４は、３つのローラ６、８、１０の外周部に支持されて矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。ローラ６は中間転写ベルト４に張力を与えるテンションローラである。ローラ１０は図示しない駆動モータに連結され、このローラ１０の回転に伴い、ローラ６、８が従動回転するようになっている。
【００１４】
中間転写ベルト４の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋが中間転写ベルト４に沿って並んで配置されている。
【００１５】
各作像ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋをそれぞれ有している。各感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器１６と、プリントヘッド部１８と、現像器２０と、中間転写ベルト４を挟んで各感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと対向する一次転写ローラ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋと、クリーナ２４とがそれぞれ配置されている。
【００１６】
中間転写ベルト４のローラ１０で支持された部分には、二次転写ローラ２６が圧接されている。二次転写ローラ２６と中間転写ベルト４とのニップ部が、二次転写領域２８になっている。
【００１７】
中間転写ベルト４のローラ８で支持された部分には、二次転写後に中間転写ベルト４上に残留するトナーを掻き取って廃トナーボックス３０内に回収するためのベルトクリーナ３２が圧接されている。
【００１８】
画像形成装置２の下部には、給紙カセット３４が着脱可能に配置されている。給紙カセット３４内に積載収容された用紙Ｓは、給紙ローラ３６の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路３８に送り出されることになる。
【００１９】
搬送路３８は、給紙カセット３４から、タイミングローラ対４０のニップ部、二次転写領域２８、定着ローラ４２および排紙ローラ４４を通って排紙トレイ４６まで延びている。
【００２０】
次に、画像形成装置２の概略動作について説明する。
【００２１】
外部装置（例えばパソコン）から画像形成装置２の画像信号処理部（図示せず）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、この信号をプリントヘッド用ＬＥＤドライブ回路に伝達する。このドライブ回路は、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋのプリントヘッド部１８を発光させて露光を行う。これにより、各感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋの表面には、各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。
【００２２】
各感光体ドラム１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器２０によりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。そして、各色のトナー画像は、各一次転写ローラ２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの作用により、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト４上に順次重ね合わせて一次転写される。
【００２３】
このようにして中間転写ベルト４上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト４の移動にしたがって二次転写領域２８に達する。この二次転写領域２８において、重ね合わされた各色トナー画像は、二次転写ローラ２６の作用により、給紙カセット３４から搬送路３８に送り出されてタイミングローラ対４０により供給された用紙Ｓに一括して二次転写される。なお、二次転写後に中間転写ベルト４上に残留するトナーは、ベルトクリーナ３２により回収される。
【００２４】
トナー画像が二次転写された用紙Ｓは、搬送路３８を通って定着ローラ４２に送られ、そこでトナー画像が用紙Ｓに定着される。そして、用紙Ｓは排紙ローラ４４を介して排紙トレイ４６に排出される。
【００２５】
次に、図１〜３を参照して、中間転写ベルト４の蛇行及び片寄りを防止する機構を説明する。中間転写ベルト４のローラ１０で支持された部分のローラ軸方向一端部近傍には、円錐台形状のコロ４８の円錐面が当接されている。コロ４８は回転自在に軸支されている。コロ４８の軸線５０は、ローラ１０の軸線５２と同一平面内で軸線５２と異なる方向に伸びている。円錐台形状のコロ４８の小径面は、ローラ１０の軸方向端部側に配置され、コロ４８の大径面は、ローラ１０の軸方向中央部側に配置されている。
【００２６】
中間転写ベルト４の内周面の一側端部近傍には、ベルト４の回転方向（走行方向）に沿って直線的に突起部５４が形成されている。コロ４８は、中間転写ベルト４を挟んで突起部５４に対向して配置されている。ローラ１０の一側端部には、ローラ外周面に沿って、突起部５４を収容しガイドする溝５６が形成されている。図示は省略するが、ローラ６、８にも同様の溝が形成されている。図２（ｂ）に最もよく示すように、溝５６は、その幅が突起部５４の幅に比べて僅かに大きく形成されており、これにより突起部５４が溝５６内でローラ軸方向に移動可能になっている。なお、図の例では、溝５６の深さは、突起部５４の高さより大きく形成されているが、溝５６の深さと突起部５４の高さが略等しくてもよい。
【００２７】
図３を参照して、中間転写ベルト４がＡ方向に搬送されると、該ベルト４に当接するコロ４８が矢印５８の方向に従動回転する。中間転写ベルト４は、コロ４８から搬送方向Ａとは逆方向に摺擦力（抵抗力）Ｒを受ける。この抵抗力Ｒの大きさは、コロ４８の軸線（回転中心）５０からの距離により変化し、軸線５０からの距離が大きくなるほど（すなわち、コロ４８の軸方向に沿って右側から左側に向けて）小さくなる。その結果、中間転写ベルト４に対しローラ１０の軸方向（ベルト４の幅方向）に沿って右側から左側に向けて付勢する力Ｆが発生する。
【００２８】
中間転写ベルト４は、ローラ１０の軸方向に沿って右側から左側に移動するが、中間転写ベルト４に設けた突起部５４の左側面５４ａは、ローラ１０に形成した溝５６の左側面５６ａに係合し、これ以上の中間転写ベルト４のローラ１０軸方向への移動が防止される。中間転写ベルト４が回転している間、ローラ１０の軸方向に関して作用する付勢力は常に一方向（右側から左側）であるので、中間転写ベルト４は、突起部５４と溝５６の側面同士が係合した状態が保たれる。すなわち、中間転写ベルト４の回転中、該ベルト４の幅方向に関する位置を常に一定に保つことができる。
【００２９】
このように、中間転写ベルト４に対しローラ１０の軸方向（ベルト４の幅方向）に沿った一方向の付勢力を与える手段と、中間転写ベルト４の該一方向への移動を阻止する手段を用いることで、中間転写ベルト４は、蛇行や片寄りが生じることなく、該ベルト４の幅方向に関する位置が一定のままで回転できる。このように中間転写ベルト４を安定して搬送できるので、画像形成装置２は画像不良のない良好なカラー画像を形成できる。
【００３０】
円錐台形状のコロ４８は、その頂角が小さいほど、コロ４８の軸線５０に沿った抵抗力の変化が小さく、したがって、中間転写ベルト４に与えるローラ１０軸方向に沿った一方向の付勢力が小さくなる。また、コロ４８の材料として摩擦係数の大きい例えばゴム材料を用いる方が、例えばポリアセタール等の摩擦係数の小さい樹脂材料を用いる場合に比べて、コロ４８が中間転写ベルト４に与える抵抗力したがって付勢力は大きくなる。このように、コロ４８の形状・材質を変えることで中間転写ベルト４に与える付勢力を調整できるため、中間転写ベルト４に与えるストレスや中間転写ベルト４の移動規制手段５４、５６に加わる力を考慮して最適な付勢力を設定することができる。
【００３１】
以上の説明は、本発明の一実施形態にかかるもので、本発明はこれに限らず種々改変可能である。例えば、前記実施形態では、コロ４８は、中間転写ベルト４の突起部５４に対向して配置されているが、図４に示すように、コロ４８を突起部５４と対向しない位置に配置しても本発明の効果を得ることができる。但し、図４の構成では、中間転写ベルト４の回転時に、突起部５４がローラ１０の溝５６の側面５６ａに当接した状態で、突起部５４が側面５６ａに沿って上方に移動する「乗上げ」が生じる可能性があるので、図２に示すように、コロ４８を突起部５４に対向して配置し、これにより突起部５４の乗上げを防止するのが好ましい。
【００３２】
また、前記実施形態では、コロ４８は、駆動ローラ１０に対向して配置されているが、中間転写ベルト４を支持する他のローラ６、８に対向して配置してもよい。図５は、コロ４８をローラ８に対向して配置した例を示す。あるいは、コロ４８は、中間転写ローラ４を支持するローラ６、８、１０に対向する位置以外で、中間転写ベルト４に当接するように配置してもよい。図６は、コロ４８を、駆動ローラ１０とテンションローラ６との間の中間転写ベルト４部分に当接するように配置した例を示す。
【００３３】
さらに、コロ４８は、中間転写ベルト４に与えるローラ軸方向に沿った付勢力が一方向であれば、図７に示すように複数設けてもよい。
【００３４】
加えて、コロの形状は円錐台に限るものではない。例えば、図８、９を参照して、発泡ウレタン等の軟質材料で構成した円柱状のコロ６０を用いて、中間転写ベルト４にローラ軸方向に沿った一方向の付勢力を与えることが可能である。具体的に、円柱コロ６０を、その軸線６２が中間転写ベルト４の幅方向（及び例えばローラ１０の軸線５２）と同一平面内で前記幅方向と異なる方向に伸びるように配置し、これにより、円柱コロ６０が変形した状態で中間転写ベルト４に当接するようにする。中間転写ベルト４に接触する円柱面部分は、図９（ａ）の斜線部分で示されており、中間転写ベルト４の幅方向に関して右側から左側（ローラ軸方向端部側から中央部側）に向けて、その接触幅が小さくなるようになっている。この状態で、中間転写ベルト４をＡ方向に搬送してコロ６０を矢印６４の方向に従動回転させると、図９（ｂ）に示すように中間転写ベルト４に対しコロ６０からＡ方向と逆方向に抵抗力Ｒが作用する。この抵抗力Ｒは、ローラ１０の軸方向に沿って右側から左側に向けてその大きさが小さくなり、中間転写ベルト４を幅方向右側から左側に向けて付勢する力Ｆを発生させる。
【００３５】
コロから中間転写ベルトに作用させる付勢力を調整するために、中間転写ベルトの移動に伴ってコロが回転する際にコロに従動負荷を与えるようにしてもよい。この従動負荷を大きくすれば、より大きな付勢力が中間転写ベルトに作用することになる。
【００３６】
図１０は、コロに従動負荷を与えるための機構の一例としてトルクリミッタ７０を示す。コロ７２は、軸方向に伸びた一対の第１の円筒部７２ａを軸方向両端に備える。コロ７２には円筒部７２ａを介して、円筒部７２ａの内径より小さな外径を有するシャフト７４が貫通し、コロ７２は、シャフト７４に回転自在に支持されるようにしてある。シャフト７４の両端は、図示しない支持部材に固定されている。なお、支持部材は、中間転写ベルトと干渉しない位置に配置されている。シャフト７４にはリング７６が固定されている。リング７６は、トルクリミッタ７０を組み立てた状態で、コロ７２の第１の円筒部７２ａの一方と僅かに隙間をあけて対向し、且つリング７６の外径より小さく第１の円筒部７２ａと略同一の外径を有する、軸方向に伸びた第２の円筒部７６ａを備えている。
【００３７】
リング７６の第２の円筒部７６ａの外周面、及びコロ７２の第１の円筒部７２ａの前記一方の外周面には、ピアノ線などの金属で形成されたコイルばね７８が巻回されている。コイルばね７８の巻き付け方向は、リング７６からコロ７２に向かう方向から見て時計周り方向に回転する際にコイルの内径が大きくなるように設定してある。コイルばね７８は、リング側端部に巻回の軸方向に突き出た係合片７８ａを有し、この係合片７８ａは、リング７６のコロ側端面に形成された係合溝（図示しない）に装着されるようにしてある。
【００３８】
ここで、トルクリミッタ７０の作用について説明する。
【００３９】
中間転写ベルトの回転に伴ってコロ７２が矢印８０の方向に回転するとき、コイルばね７８は、その内径が大きくなるが、それでもまだ第１の円筒部７２ａと摩擦力を持って接触しているために、コロ７２にはトルク（従動負荷）が作用し、このトルクが抵抗力となって中間転写ベルトに作用する。しかしながら、トルクが所定の値より大きなると、コイルばね７８が第１の円筒部７２ａと接触しなくなり、前記所定値より大きなトルクはコロ７２には作用しない。
【００４０】
さらにまた、前記実施形態では、中間転写ベルト４がコロ４８により幅方向に沿った付勢力を受ける際に中間転写ベルトの幅方向の移動を規制する手段５４、５６は、中間転写ベルト４及びローラ１０の端部近傍に配置したが、前記規制手段の配置位置・構成は本発明を限定するものではない。例えば、図１１に示すように、ローラ１０の側端面９０が、中間転写ベルト４が幅方向に移動する際に中間転写ベルト４に設けた突起部５４と係合するガイド部として機能するようにしてもよい。あるいは、ローラの側端面に溝の代わりに環状段部（図示せず）を設け、この段部に突起部が係合できるようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、回転する無端ベルトに対し、該ベルトの幅方向（ベルト支持ローラの軸方向）に付勢する力を作用させるとともに、付勢された無端ベルトの幅方向の移動を規制手段により規制することにより、無端ベルトは、蛇行や片寄りが生じることなく、規制手段により設定された基準位置に沿って回転できる。この付勢力を作用させる手段として、ベルトの幅方向と異なる方向に軸線を有するコロを用い、規制手段として、無端ベルトの内周面にその周方向に沿って直線的に設けた突起部と、無端ベルトの回転時にベルト幅方向に付勢される突起部と摺接するように、突起部に対向して支持ローラに設けたガイド部を用いることができる。したがって、簡易且つ安価な構成で安定したベルトの搬送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るベルト搬送装置を備えた画像形成装置の概略構成図。
【図２】（ａ）図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。（ｂ）図２（ａ）の部分拡大断面図。
【図３】（ａ）図１のコロの上面図。（ｂ）図３（ａ）のコロにより中間転写ベルトに作用する抵抗力、及び該抵抗力により発生する付勢力を説明するための図。
【図４】コロの配置位置の別の実施例を示す断面図。
【図５】コロの配置位置のさらに別の実施例を示す簡略図。
【図６】コロの配置位置のさらにまた別の実施例を示す簡略図。
【図７】コロを複数配置した実施例を示す断面図。
【図８】別のコロを用いた実施例を示す断面図。
【図９】（ａ）図８のコロの上面図。（ｂ）図８のコロにより中間転写ベルトに作用する抵抗力、及び該抵抗力により発生する付勢力を説明するための図。
【図１０】（ａ）コロに従動負荷を与えるためのトルクリミッタの側面図。（ｂ）トルクリミッタの分解斜視図。
【図１１】中間転写ベルトの幅方向に関する移動を規制する手段の別の実施例を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
２：画像形成装置、４：中間転写ベルト、１０：支持ローラ、４８：コロ、５４：突起部、５６：ガイド溝、５６ａ：ガイド面（ガイド部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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