JP6797508B2 - ベルト搬送装置、転写装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、表面が移動自在に構成された無端ベルトの蛇行を抑制するベルト搬送装置、転写装置、及び画像形成装置に関する。

画像形成装置が備える転写装置や定着装置の中には、中間転写ベルト、二次転写ベルト、及び定着ベルト等の無端ベルトを備えるものがある。このような無端ベルトの表面を移動させるベルト搬送装置として、無端ベルトを張架する互いに平行に配置された複数のローラを備えるものが知られている。無端ベルトは、製作誤差によるローラの外径のばらつきや、取付け誤差によるローラ間の平行度の狂い等によって、蛇行を生じる。特に画像形成装置では、無端ベルトの蛇行は画質に悪影響を与えるので、無端ベルトの蛇行をなるべく抑制することが重要である。

無端ベルトの蛇行を抑制するために、ベルト搬送装置には、端部に凹部が形成されたローラと、無端ベルトの裏面に形成されたビートと、を備えるものがある（例えば、特許文献１参照。）。ベルト搬送装置では、ビートがローラの凹部に位置するように設けられているため、ベルトの蛇行が抑制される。

特開２０１０−００２４９０号公報

しかしながら、ビートは、無端ベルト側の端部と無端ベルトとは反対側の端部とで周径が異なるため、無端ベルト側の端部と無端ベルトとは反対側の端部とで周速差が生じる。また、ビートの無端ベルト側の端部は、無端ベルトと同一の周速で循環移動する。このため、ビートの無端ベルト側の端部は、ローラと同一の周速で回転するが、ビートの無端ベルトとは反対側の端部は、ローラと周速差が生じる。このため、ビートは、ローラの凹部に当接した時に、無端ベルトとは反対側の端部とローラの凹部との間に摩擦力が生じて、摩耗することがある。

この発明の目的は、ビートの摩耗を防止しつつ、無端ベルトの蛇行を抑制できるベルト搬送装置、転写装置、及び画像形成装置を提供することである。

この発明のベルト搬送装置は、無端ベルト、ビート、及び独立回転部材を備える。無端ベルトは、対向ローラを含む回転自在な複数のローラによって張架され、表面が所定の移動方向に沿って循環移動自在に構成されている。ビートは、対向ローラに接触して無端ベルトの蛇行を抑制するために、無端ベルトの裏面の少なくとも第１端部に設けられている。独立回転部材は、対向ローラと同軸上で且つ対向ローラの少なくとも第１端部側の端部に設けられ、対向ローラに対して独立して回転する。

無端ベルトは、複数のローラの回転に伴って、表面が所定の移動方向に沿って循環移動する。無端ベルトの裏面に設けられたビートは、無端ベルト側の端部と無端ベルトとは反対側の端部とで周径が異なるため、異なる周速で循環移動する。すなわち、ビートの無端ベルト側の端部は、無端ベルトと同一の周速で循環移動するが、ビートの無端ベルトとは反対側の端部は、無端ベルトと異なる周速で循環移動する。また、独立回転部材は、対向ローラに対して独立して回転するため、ビートと接触時にビートの循環移動に伴って回転する。

また、独立回転部材及びビートの互いに対向する側面は、対向ローラの軸方向に対して直交することが好ましい。

独立回転部材は、ビートとの接触時に、ビートとの接触面積が大きくなるため、ビートの循環移動に伴って確実に回転できる。これにより、独立回転部材とビートとの間に周速差が生じないため、ベルト搬送装置は、ビートの摩耗を防ぎつつ、無端ベルトの蛇行を抑制できる。

また、独立回転部材は、対向ローラの軸方向から視て、対向ローラの直径よりも小さい直径の円形状を呈することが好ましい。独立回転部材は、無端ベルトに接触しないため、無端ベルトの回転の影響を受けずに、ビートとの接触により容易に回転できる。

また、独立回転部材と対向ローラとの間には、低摩擦抵抗部材が設けられていることが好ましい。独立回転部材は、対向ローラの回転の影響を受けにくいため、ビートとの接触により容易に回転できる。

また、独立回転部材と前記ビートとの間の摩擦抵抗は、前記独立回転部材と前記対向ローラとの間の摩擦抵抗よりも高いことが好ましい。独立回転部材は、ビートとの接触時に、ビートとの間の摩擦抵抗が対向ローラとの間の摩擦抵抗よりも高いため、ビートの循環移動に伴って確実に回転できる。

また、無端ベルトを挟んで前記対向ローラに対向配置された押え部材をさらに備える構成において、押え部材は、無端ベルトの移動方向に直交する幅方向を基準として、無端ベルトの全域に当接することが好ましい。

押え部材は、無端ベルトの幅方向の全域に当接するため、無端ベルトの端部（すなわちビートが形成されている部分）が押え部材側に浮いて、独立回転部材及び対向ローラに乗り上げることを確実に防止できる。

この発明の転写装置は、上述のベルト搬送装置を備え、像担持体上のトナー像を被転写体に転写する。押え部材は、無端ベルトである転写ベルトの表面を清掃するためのクリーニング部材である。転写装置は、クリーニング部材を押え部材として兼用できる。また、転写装置は、ビートの摩耗を防止できるため、装置の寿命を延ばすことができる。

この発明の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体、及び上述の転写装置を備える。画像形成装置は、転写装置の寿命が延びるため、メンテナンス時間を削減できる。

この発明によれば、ビートの摩耗を防止しつつ、無端ベルトの蛇行を抑制できる。

第１実施形態に係る画像形成装置の画像形成処理に関する要部の構成を示す図である。 同画像形成装置の転写装置のクリーニングローラの近傍を示す模式図である。 第２実施形態に係る転写装置のクリーニングローラの近傍を示す模式図である。 第３実施形態に係る転写装置のクリーニングローラの近傍を示す模式図である。 第４実施形態に係る転写装置のクリーニングローラの近傍を示す模式図である。

この発明の第１実施形態に係る画像形成装置について図を参照して説明する。画像形成装置１００は、一例として、図示しない外部装置から入力される画像データに基づいて、用紙に電子写真方式による単色の画像形成処理を行う。画像形成装置１００は、感光体ドラム１、及び転写装置２を備える。

感光体ドラム（この発明の像担持体に相当する。）１は、画像データに基づく画像光が露光ユニット（不図示）によって照射され、表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム１の表面には、静電潜像がトナーによって現像され、トナー像が形成される。

転写装置（この発明のベルト搬送装置に相当する。）２は、転写ベルト（この発明の無端ベルトに相当する。）２１、駆動ローラ２２、転写ローラ２３、クリーニングローラ（この発明の押え部材に相当する。）２４、及び対向ローラ２５を備える。転写ベルト２１は、駆動ローラ２２、転写ローラ２３及び対向ローラ２５を含む複数のローラに張架され、駆動ローラ２２の回転に伴って所定の移動方向に沿って循環移動する。転写ベルト２１は、裏面に沿ってビート３が形成されている。駆動ローラ２２は、駆動源（不図示）に接続されており、駆動源からの駆動力の供給を受けて回転する。転写ローラ２３は、転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１に対向するように配置されている。クリーニングローラ２４は、転写ベルト２１の表面に当接する。対向ローラ２５は、転写ベルト２１を挟んでクリーニングローラ２４に対向するように配置されている。

転写装置２は、感光体ドラム１の表面のトナー像を、感光体ドラム１と転写ベルト２１との間の転写位置に搬送された用紙（この発明の被転写体に相当する。）へ転写する。トナー像が転写された用紙は、定着装置（不図示）によってトナー像が表面に堅牢に定着された後に、排紙トレイ（不図示）に排出される。また、転写ベルト２１の表面に付着したトナーや紙粉は、クリーニングローラ２４によって清掃される。

図２に示すように、転写装置２は、転写ベルト２１、駆動ローラ２２、転写ローラ２３、クリーニングローラ２４、及び対向ローラ２５の他に、ビート３、及び独立回転部材４を備える。

独立回転部材４は、対向ローラ２５の回転軸２５１と同軸上で且つ対向ローラ２５の両端部に設けられている。独立回転部材４は、対向ローラ２５の回転軸方向から視て、対向ローラ２５と同じ直径の円形状を呈する。独立回転部材４は、回転軸２５１の周面に摺接する円柱形状を呈し、対向ローラ２５に対して独立して回転する。

ビート３は、転写ベルト２１の裏面の両端部に形成されている。各ビート３の対向する側面の間の長さは、対向ローラ２５の回転軸方向を基準として、独立回転部材４の長さと対向ローラ２５の長さと独立回転部材４の長さとの合算値よりも僅かに長く形成されている。転写ベルト２１の循環移動時に、転写ベルト２１が対向ローラ２５の回転軸方向に沿って変位するため、ビート３は、独立回転部材４への接触と非接触とを行う。このようにして、ビート３は、独立回転部材４の外側面に接触して、転写ベルト２１の蛇行を抑制する。

以下に、転写ベルト２１の循環移動時における、独立回転部材４の回転速度及びビート３の摩耗について説明する。独立回転部材４は、転写ベルト２１に接触して対向ローラ２５に当接した状態で、ビート３への接触と非接触とを行うため、転写ベルト２１の循環移動（及び対向ローラ２５の回転）又はビート３の循環移動に伴って回転する。

ビート３は、転写ベルト２１側の端部と転写ベルト２１とは反対側の端部とで周径が異なるため、転写ベルト２１側の端部と転写ベルト２１とは反対側の端部とで周速差が生じる。すなわち、転写ベルト２１側の端部は、転写ベルト２１と同一の周速で移動するが、転写ベルト２１とは反対側の端部は、転写ベルト２１と異なる周速で移動する。

また、ビート３は、転写ベルト２１及び対向ローラ２５よりも高摩擦な素材で形成されている。すなわち、ビート３と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗は、転写ベルト２１と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗、及び対向ローラ２５と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗よりも大きくなる。

なお、ビート３と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗は、対向ローラ２５と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗よりも大きくなるように構成されればよい。このため、ビート３を対向ローラ２５よりも高摩擦な素材で形成する代わりに、独立回転部材４のビート３側の側面の径を対向ローラ２５側の側面の径よりも大きくしてもよい。

以上より、独立回転部材４は、ビート３との非接触時に、転写ベルト２１の循環移動及び対向ローラ２５の回転に伴って対向ローラ２５と同一速度で回転する。この時、ビート３は、独立回転部材４に接触しないため、摩耗しない。また、独立回転部材４は、ビート３との接触時に、ビート３の循環移動に伴って対向ローラ２５とは異なる速度で回転する。この時、ビート３は、自身の循環移動に伴って独立回転部材４が回転するため、独立回転部材４との間に摩擦が生じず、摩耗を防止できる。

これにより、転写装置２は、ビート３の摩耗を防止しつつ、転写ベルト２１の蛇行を抑制できる。転写装置２は、ビート３が摩耗しないため、装置の寿命を延ばすことができる。この結果、画像形成装置１００は、転写装置２の交換頻度が削減するため、メンテナンス時間を削減できる。

また、転写ベルト２１の表面に当接するクリーニングローラ２４は、転写ベルト２１を挟んで対向ローラ２５及び独立回転部材４に対向配置され、転写ベルト２１を対向ローラ２５及び独立回転部材４の一部に圧接する。クリーニングローラ２４の長さは、回転軸方向を基準として、転写ベルト２１の各ビート３の対向する側面の間の長さよりも短ければよい。クリーニングローラ２４の長さは、一例として、対向ローラ２５の長さより長く、対向ローラ２５の長さと独立回転部材４の長さを合算した長さより短い。

これにより、転写装置２は、転写ベルト２１の循環移動時に、ビート３が独立回転部材４に乗り上がることを抑制できる。また、転写装置２は、ビート３を対向ローラ２５側に圧接しないので、ビート３を対向ローラ２５側に圧接する場合よりも、ビート３の摩耗を抑制できる。

さらに、ビート３及び独立回転部材４の互いに対向する側面は、対向ローラ２５の回転軸方向に対して直交するように形成されている。なお、ビート３及び独立回転部材４の互いに対向する側面が対向ローラ２５の回転軸方向に対して直交する構成には、ビート３及び独立回転部材４の互いに対向する側面が対向ローラ２５の回転軸方向に対して同一方向に向かって僅かに傾斜している構成も含まれる。これにより、独立回転部材４は、ビート３との接触時に、ビート３との接触面積が大きくなるため、ビート３の循環移動に伴って確実に回転できる。

上述の実施形態では、転写ベルト２１の裏面の両端部にビート３を設け、対向ローラ２５の両端部に独立回転部材４を設けたが、転写ベルト２１の裏面の第１端部にビート３を設け、対向ローラ２５の第１端部側の端部に独立回転部材４を設けてもよい。ビート３及び独立回転部材４を各々１つ設ける場合は、対向ローラ２５の回転軸２５１を僅かに傾けてフレーム（不図示）に取り付けて、転写ベルト２１を第１端部の反対側に移動させる。そして、ビート３が独立回転部材４に当接した状態で、転写ベルト２１の循環移動を開始する。転写ベルト２１の循環移動時に、ビート３は、独立回転部材４に接触した際の衝撃によって独立回転部材４から離れ、対向ローラ２５の回転軸２５１の傾斜により独立回転部材４に接触するため、独立回転部材４への接触と非接触を行う。この結果、転写装置２は、ビート３の摩耗を防止しつつ、転写ベルト２１の蛇行を抑制できる。

また、転写ベルト２１の表面にクリーニングローラ２４を当接させたが、クリーニングローラ２４に限らず、クリーニングブレードやクリーニングウェブでもよく、対向ローラ２５に転写ベルト２１を圧接させる押え部材であればよい。

また、押え部材は、必須の構成ではなく、例えば、駆動ローラ２２の少なくとも一方の端部に独立回転部材４を設ければ良い。駆動ローラ２２の端部に独立回転部材４を設けた構成においても、独立回転部材４は、ビート３と接触時に、ビート３の循環移動に伴って駆動ローラ２２とは独立して回転する。このため、ビート３は、独立回転部材４との間に摩擦が生じず、摩耗を防止できる。

第２実施形態に係る転写装置２Ａについて図３を参照して説明する。転写装置２Ａは、クリーニングローラ２４Ａの長さが第１実施形態に係る転写装置２と相違する。以下に相違点についてのみ説明する。

クリーニングローラ２４Ａの長さは、回転軸方向を基準として、転写ベルト２１の長さ以上である。すなわち、クリーニングローラ２４Ａは、回転軸方向を基準として（すなわち転写ベルト２１の移動方向に直交する幅方向を基準として）、転写ベルト２１の全域に当接する。これにより、転写装置２Ａは、転写ベルト２１の循環移動時に、ビート３が独立回転部材４に乗り上がることを確実に防止できる。また、転写装置２Ａは、ビート３を対向ローラ側に圧接するが、独立回転部材４がビート３の循環移動に伴って回転するため、ビート３の摩耗を防止できる。

第３実施形態に係る転写装置２Ｂについて図４を参照して説明する。転写装置２Ｂは、独立回転部材４Ｂの直径の長さが第２実施形態に係る転写装置２Ａと相違する。以下に相違点についてのみ説明する。

独立回転部材４Ｂの直径は、対向ローラ２５の回転軸方向から視て、対向ローラ２５の直径よりも短く形成されている。このため、独立回転部材４Ｂは、転写ベルト２１に接触しない。これにより、独立回転部材４Ｂは、転写ベルト２１の循環移動の影響を受けずに、ビート３との接触により容易に回転できる。

第４実施形態に係る転写装置２Ｃについて図５を参照して説明する。転写装置２Ｃは、低摩擦抵抗部材５を備える点で第２実施形態に係る転写装置２Ａと相違する。以下に相違点についてのみ説明する。

独立回転部材４と対向ローラ２５との間には、対向ローラ２５の回転軸２５１と同軸上に低摩擦抵抗部材５が設けられている。低摩擦抵抗部材５には、一例として、摩擦係数が小さい高摺動の部材であるポリスライダー（登録商標）が用いられる。すなわち、ビート３と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗は、対向ローラ２５と独立回転部材４との間に生じる摩擦抵抗よりもより大きくなる。これにより、独立回転部材４は、対向ローラ２５の回転の影響を受けにくいため、ビート３との接触により容易に回転できる。

なお、転写装置は、第１〜第４実施形態の構成を組み合わせてもよい。例えば、第３実施形態に係る転写装置２Ｂが低摩擦抵抗部材５をさらに備えてもよい。

また、この発明の転写装置２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの構成は、無端ベルトを備えるベルト搬送装置に適用できる。具体的には、感光体ドラム上の像担持体を中間転写ベルトに一次転写する一次転写装置と、中間転写ベルトと二次転写ベルトの間を通過する用紙に二次転写する二次転写装置と、を備える画像形成装置において、転写装置２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの構成は、中間転写ベルトを備える一次転写装置、及び二次転写ベルトを備える二次転写装置に適用できる。さらに、転写装置２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃの構成は、定着ベルトを備える定着装置に適用できる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…転写装置
３…ビート
４，４Ｂ…独立回転部材
２１…転写ベルト
２４，２４Ａ…クリーニングローラ
２５…対向ローラ

Claims (6)

1. 対向ローラを含む回転自在な複数のローラによって張架され、前記対向ローラの軸と直交する移動方向に沿って循環移動自在に構成された無端ベルトと、
   前記対向ローラと同軸上で且つ前記対向ローラの少なくとも一端側の端部に設けられ、前記対向ローラに対して独立して回転する円柱状の独立回転部材と、
   前記無端ベルトの裏面で前記一端側と同一側の端部に沿って突条に設けられ、かつ前記対向ローラの軸の中央側となる側面が前記独立回転部材の外側となる側面と対向する位置になるようにされたビートと、
   前記無端ベルトを挟んで前記対向ローラに対向配置された押え部材とを備え、
   前記独立回転部材及び前記ビートの互いに対向する側面は、前記対向ローラの軸方向に対して直交し、
   前記独立回転部材と前記ビートとの間の摩擦抵抗は、前記独立回転部材と前記対向ローラとの間の摩擦抵抗よりも高く、
   前記押え部材は、前記対向ローラの軸方向において、前記対向ローラの全域及び前記独立回転部材の一部のみに対して対向配置されたベルト搬送装置。
2. 前記独立回転部材は、前記対向ローラの軸方向から視て、前記対向ローラの直径よりも小さい直径の円形状を呈する請求項１に記載のベルト搬送装置。
3. 前記独立回転部材と前記対向ローラとの間には、低摩擦抵抗部材が設けられている請求項１又は請求項２に記載のベルト搬送装置。
4. 像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写装置において、
   請求項１〜請求項３の何れかに記載のベルト搬送装置を備える転写装置。
5. 像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写装置において、
   請求項１に記載のベルト搬送装置を備え、
   前記押え部材は、前記無端ベルトの表面を清掃するためのクリーニング部材である転写装置。
6. トナー像を担持する像担持体と、
   請求項４又は請求項５に記載の転写装置と、を備える画像形成装置。

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