(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトと、該ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部と、前記ベルトを駆動する駆動ローラと、前記ベルトを架け渡している１本以上の従動ローラと、前記ベルトに張力を付与するテンションローラと、前記駆動ローラ軸両端に前記駆動ローラと回転軸が同じで回転自由に設けた第一リングと、一端を前記第一リング側端に回転自由に、もう一端を前記テンションローラに回転自由に支持し、前記第一リングの回転力を前記テンションローラに伝達し前記テンションローラを移動させる伝達手段と、から構成されるベルト駆動装置において、
前記第一リングの外側で、かつ前記第一リングに隣接した位置に、前記第一リングと回転軸が同じで回転自由な第二リングを設け、前記第二リングは、前記ベルトの突起部が接触することにより伝達される前記ベルトの回転力で回転し、かつ前記第二リングの側面と前記第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
請求項１項において、前記第一リングと前記第二リングとの間に、前記第一リング及び第二リングと回転軸が同じで、かつ回転自由な少なくても一つ以上の他のリングを設け、一連の前記各リングの側面が互いに摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記突起部と前記第二リングとの接触面の摩擦係数は、前記各リング間の摺動面の摩擦係数より大きいことことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記突起部と前記第二リングとの接触面及び前記各リング間の摺動面の摩擦係数は、前記回転力の伝達順序に従って、順番に小さくなることを特徴とするベルト駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルト駆動装置に関し、特にプリンタや複写機等の電子写真装置の感光体ベルトや転写ベルトを、安定に、かつ安全に駆動するベルト駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベルト駆動装置は、ベルトの片寄りを防止するため、図３に示すような構成となっている。ベルト１は、駆動ローラ２、従動ローラ３、テンションローラ４の３本に架け渡されている。駆動ローラ２は図示されない駆動源から回転力が伝達され矢印Ｐの方向へ回転し、ベルト１は矢印Ｑの方向へ走行する。テンションローラ４は回動軸６０を中心に回動するアーム６に支持されアーム６に掛けられたテンションバネ７によりベルト１に張力を与えるようになっている。
【０００３】
一方、図４に示すように、駆動ローラ２の端部には駆動ローラ回転軸２ａがあり、駆動ローラ回転軸２ａには駆動ローラ２とは独立して回転するリング５ａを設け、ベルト１が片寄るとベルト１の両端部の内周に形成した突起部１ａとリング５ａが接触し、突起部１ａとリング５ａの摩擦力によりリング５ａが回動する構成となっている。
【０００４】
ここで、リング５ａの側端とテンションローラ４は伝達手段であるリンク８を介して結ばれており、リング５ａの回転力はリンク８を介して直線運動に変換され、図３に示すように、リング５ａが回動するとアーム６が回動点６０を中心に矢印Ｒの方向に回動し、テンションローラ４がベルト張力の緩む方向に移動する。
【０００５】
したがって、ベルト１が左右どちらかに片寄ると、片寄り方向と反対側の張力が緩み、ベルト１は張力の緩んだ方向に移動し、片寄りを補正するようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のベルト駆動装置は、ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部とリングが接触した瞬間に、伝達手段を介して片寄りを急激に補正するため、ベルトに速度変動が起こり易い。したがって、上記従来の装置を、例えば電子写真装置の感光体ベルト駆動装置に使用した場合、ベルトに速度変動が起こるとベルト上に形成された画像が乱れ、印字画像が変形する等の画像欠陥を生じる。
【０００７】
また、カラー画像の場合は、電子写真装置内でベルト上、またはベルトに隣接する中間転写体等に異なった色を重ね合わせてカラー画像を形成するが、ベルトに速度変動が起きると、色の重ね合わせのずれにより所望の色が得られず、画像欠陥となってしまう。
【０００８】
また、前記リングは伝達手段を介してテンションローラに結ばれているため、ベルトに従動して回転することができない。よってベルトの片寄り補正時には、リングとベルト両端近傍の内周に形成した突起部とは相対速度差を有して摩擦摺動することになる。
【０００９】
一般に、ベルト両端近傍の内周に形成する突起部は、曲率の小さなところでもベルトに追従できるようにシリコンゴム、ウレタンゴム等の軟らかい材質を用いることが多い。しかし、このような材質は、耐摩耗性が悪く、リングとの摩擦摺動により経時的に摩耗が進行し、磨滅により摩耗粉を発生する。
【００１０】
この摩耗粉はベルトの背面や駆動ローラ等の各種ローラに付着し、ベルトを面外変形させ、画像転写時の障害となり、印字抜け等の画像欠陥を発生させる等、寿命上の問題となる。さらにこの突起部とリングの摩擦摺動はベルトの駆動力を増大させ、またベルトには過大な応力がかかり、ベルトを損傷させる問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、ベルトの片寄りを緩やかに補正し、また、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部の片寄り補正時の摩耗や、過大な応力によるベルトの損傷を防止できるベルト駆動装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明におけるベルト駆動装置の特徴とするところは、第一リングの外側で、かつ第一リングに隣接した位置に、第一リングと回転軸が同じで回転自由に設けられた第二リングを、ベルトの突起部が接触することにより伝達される回転力で回転させ、かつ第二リングの側面と第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、第二リングの回転力を第一リングに伝達するように構成することにある。
【００１３】
具体的には本発明は次に掲げる装置を提供する。
【００１４】
本発明は、ベルトと、該ベルトの両端近傍の内周に形成した突起部と、前記ベルトを駆動する駆動ローラと、前記ベルトを架け渡している１本以上の従動ローラと、前記ベルトに張力を付与するテンションローラと、前記駆動ローラ軸両端に前記駆動ローラと回転軸が同じで回転自由に設けた第一リングと、一端を前記第一リング側端に回転自由に、もう一端を前記テンションローラに回転自由に支持し、前記第一リングの回転力を前記テンションローラに伝達し前記テンションローラを移動させる伝達手段と、から構成されるベルト駆動装置において、
前記第一リングの外側で、かつ前記第一リングに隣接した位置に、前記第一リングと回転軸が同じで回転自由な第二リングを設け、前記第二リングは、前記ベルトの突起部が接触することにより伝達される前記ベルトの回転力で回転し、かつ前記第二リングの側面と前記第一リングの側面とが摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成されていることを特徴とするベルト駆動装置を提供する。
【００１５】
好ましくは、前記第一リングと前記第二リングとの間に、前記第一リング及び第二リングと回転軸が同じで、かつ回転自由な少なくても一つ以上の他のリングを設け、一連の前記各リングの側面が互いに摩擦摺動することにより、前記第二リングの回転力を前記第一リングに伝達するように構成する。
【００１６】
好ましくは、前記突起部と前記第二リングとの接触面の摩擦係数を、前記各リング間の摺動面の摩擦係数より大きくする。
【００１７】
好ましくは、前記突起部と前記第二リングとの接触面及び前記各リング間の摺動面の摩擦係数を、前記回転力の伝達順序に従って、順番に小さくする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置を、図を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置の側面を示し、図２は、図１のＡ−Ａ断面を示す。
図１に示すように、ベルト１は、駆動ローラ２、従動ローラ３、テンションローラ４の３本に架け渡されている。ベルト１は、走行を安定させるために、プラスチックや薄肉の金属等、できるだけ伸びの少ない材質を基材として形成されている。駆動ローラ２は図示されない駆動源から回転力が伝達され矢印Ｐの方向に回転し、ベルト１は矢印Ｑの方向に走行する。
【００２０】
駆動ローラ２の表面にはゴムを被覆したり、表面処理等によりできるだけ高い摩擦係数を持たせることにより、ベルト１に回転力を効率よく伝えるようになっている。また、テンションローラ４は回動軸６０を中心に回動するアーム６に支持されアーム６に掛けられたテンションバネ７によりベルト１に張力を与えるようになっている。
【００２１】
一方、図２に示すように、駆動ローラ２の両端部には駆動ローラ回転軸２ａがあり、駆動ローラ回転軸２ａには、駆動ローラ２の両端部外側に位置し、かつ駆動ローラ２と独立して回転する第一リング５ａを設ける。
【００２２】
さらに、第一リング５ａの外側に隣接させ、駆動ローラ２及び第一リング５ａとは独立して回転し、かつ第一リング５ａと摩擦摺動する第二リング５ｂを、設ける。
【００２３】
また、ベルト１の両端近傍の内周には突起部１ａを形成する。この突起部１ａは曲率の小さなところでもベルト１に追従できるようにシリコンゴムやウレタンゴム等の軟らかい部材を接着して形成する。
【００２４】
ここで、ベルト１が左右どちらかに片寄ると、ベルト１の両端近傍の内周に形成した突起部１ａが第二リング５ｂと接触することで第二リング５ｂは回転する。さらに、ベルト１が片寄ると第二リング５ｂと第一リング５ａは接触し、摩擦摺動することで第二リング５ｂの回転力は第一リング５ａに伝達され、第一リング５ａは回動する。
【００２５】
第一リング５ａの側端とテンションローラ４とは、伝達手段であるリンク８を介して結ばれており、第一リング５ａの回転力はリンク８を介して直線運動に変換される。図１に示すように、第一リング５ａが回転するとアーム６が回動点６０を中心に矢印Ｒの方向に回動し、テンションローラ４がベルト張力が緩む方向に移動する。
【００２６】
したがって、ベルト１が左右どちらかに片寄ると、片寄り方向と反対側のベルト張力が緩み、ベルト１は張力の緩んだ方向に移動し、片寄りを補正するようになる。
【００２７】
上述したように、本実施の形態例では、第二リング５ｂを回転自由に設けることで、第二リング５ｂはベルト１に従動して回転することが可能となった。よってベルト片寄り時にベルト両端近傍の内周に形成した突起部１ａと第二リング５ｂが接触しても、突起部１ａと第二リング５ｂは相対速度差がないため摩擦摺動することがなく、突起部１ａにシリコンゴムやウレタンゴム等の軟らかく耐摩耗性の悪い材質を用いても突起部１ａは摩耗することがなくなる。したがって、摩耗粉の発生による画像欠陥や、過大な応力によるベルト１の損傷を防止することが可能となった。
【００２８】
さらに、第二リング５ｂの回転力は、第二リング５ｂと第一リング５ａが摩擦摺動することにより、第一リング５ａに伝達される。よって、ベルト片寄り時には、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部１ａと第二リング５ｂが接触した瞬間に第二リング５ｂは回転を始めるが、第二リング５ｂから第一リング５ａへの回転力の伝達は、ベルト１の両端近傍の内周に形成した突起部１ａと第二リング５ｂの摩擦係数を、第二リング５ｂと第一リング５ａの摩擦係数以上とすることによって、第二リング５ｂと第一リング５ａの摩擦摺動を回転力伝達の不感帯として作用させることができ、回転力の伝達を緩やかにすることが可能となった。
よって、ベルト１の片寄りを急激に補正することなく、緩やかに補正が行え、これにより、ベルト１の速度変動が少なくなり、画像の変形や色の重ね合わせのずれ等の画像欠陥の発生を防止することが可能となった。
【００２９】
本実施の形態例を、電子写真装置の感光体ベルト駆動装置に適用した場合、感光体ベルトのベルト素材は厚さ0.075mmのＰＥＴフィルムであり、ベルト両端近傍にはシリコンゴムまたはウレタンゴムの突起部が形成されている。
【００３０】
また、第一、第二リングには摩擦摺動性に優れたＰＯＭ系のプラスチックを用いており、本装置の目標寿命である５万枚の印字枚数まで、感光体ベルトの速度変動や突起部の摩耗等を原因とする画像欠陥及びベルトの損傷等がなく、安定したベルト走行を得ることができる。
【００３１】
次に、更に安定なベルト走行を得ることのできる別の実施の形態例を、説明する。
図１の第一リングと第二リングの間に、第一、第二リングと回転軸が同じで回転自由に第三リングを配設する。第一、第二、第三リングには、前述した実施の形態例と同様にＰＯＭ系のプラスチックを用いるのが好ましい。
【００３２】
第一リングにはベルト両端の突起部の摩耗を更に減少させるために、表面処理としてテフロンをコーティングし、摩擦係数を小さくする。また、一方、第三リングには回転力の伝達が効率よく行なえるように、第一、第二リングとの接触面にフェルト材を接着し、摩擦係数を大きくする。このとき、ベルト片寄り時に、ベルト両端の突起部が第二リングに接触してからベルト片寄り補正が行われるまでの回転力の伝達順序、すなわちベルト端部の突起部と第二リング、第二リングと第三リング、第三リングと第一リング、の順番に摩擦係数を小さくしていく。
【００３３】
これにより、回転力の伝達は滑らかになり、ベルトの片寄り補正は更に緩やかに行なわれる。したがって、ベルトの速度変動は更に小さくなるため、例えば電子写真装置の数ミクロン単位で異なった色の重ね合わせが必要となるカラー画像の場合等に、特に有効である。
【００３４】
第一リングと第二リングの間に設ける第三リングを、更に複数のリングに置き換えても良い。
【００３５】
以上のように、第一リングと第二リング間に更に他のリングを配設したり、これら一連のリングの材質や表面処理によって摩擦係数を調整することにより、必要とされるベルト片寄りの補正能力を得ることができる。ベルト片寄りの補正能力が不足し片寄りが収まらない場合は、リング間の摩擦係数を大きくし、逆にベルト片寄りの補正能力が過大で、ベルトに速度変動が生じてしまう場合は、リング間の摩擦係数を小さくすれば良い。
【００３６】
本発明を用いれば、リングの材質や表面処理等を変えて摩擦係数を調整するだけで、ベルト片寄りの補正効力の最適化を行なうことが可能になり、例えば電子写真装置に使用した場合、感光体ベルト両端の突起部の摩耗による画像欠陥や、ベルトの損傷を防止でき、安定したベルト走行を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、ベルトの片寄りを緩やかに補正することができ、また、ベルト両端近傍の内周に形成した突起部の片寄り補正時の摩耗や、過大な応力によるベルトの損傷を防止することができるので、例えば高信頼、高画質な印写装置を得ることのできるベルト駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係わるベルト駆動装置の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来のベルト駆動装置の側面図である。
【図４】従来のベルト駆動装置の駆動ローラ部を示す図である。
【符号の説明】
１…ベルト、１ａ…突起部、２…駆動ローラ、２ａ…駆動ローラ回転軸、３…従動ローラ、４…テンションローラ、５ａ…第一リング、５ｂ…第二リング、６…アーム、６０…アーム回動点、７…テンションバネ、８…リンク、Ｐ…駆動ローラ回転方向、Ｑ…ベルト走行方向、Ｒ…ベルト寄り補正時のアーム回動方向
【図１】
0004207269.tif 000002
【図２】
0004207269.tif 000003
【図３】
0004207269.tif 000004
【図４】
0004207269.tif 000005