特許 6041215 ベルト制御装置、ローラユニット、および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6041215

(24)【登録日】2016年11月18日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】ベルト制御装置、ローラユニット、および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/16 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/16

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-198062(P2013-198062)

(22)【出願日】2013年9月25日

(65)【公開番号】特開2014-211612(P2014-211612A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2016年4月25日

(31)【優先権主張番号】特願2012-213921(P2012-213921)

(32)【優先日】2012年9月27日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2013-79421(P2013-79421)

(32)【優先日】2013年4月5日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(72)【発明者】

【氏名】穂積 功樹

(72)【発明者】

【氏名】杉本 奈緒美

(72)【発明者】

【氏名】澤井 雄次

(72)【発明者】

【氏名】佐伯 和親

【審査官】 居島 一仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−３０１６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０８０７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６４８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ１３／０２，１３／１４−１３／１６

Ｇ０３Ｇ１３／２０

Ｇ０３Ｇ１５／００−１５／０２

Ｇ０３Ｇ１５／１４−１５／１６

Ｇ０３Ｇ１５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、
前記ローラ軸の回転方向および前記ベルトの移動方向に動かないように固定されている軸ガイド部と、
前記軸ガイド部と当接して、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動によって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部と、
前記軸傾斜部を貫通し、前記ローラと一体となって回転するローラ軸と、
前記ローラ軸を中心とした、前記軸傾斜部の回転を止める軸傾斜部回転止め部と、
を有し、
前記軸傾斜部は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、
前記傾斜面が前記軸ガイド部と接しており、
前記傾斜面は円錐面、円柱面または球面のいずれかであることを特徴とするベルト制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のベルト制御装置であって、
前記軸傾斜部回転止め部はローラの回転方向に動かないように固定されていることを特徴とするベルト制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のベルト制御装置であって、
前記軸傾斜部回転止め部はローラの回転方向に動かないように固定されている部材と一体となっていることを特徴とするベルト制御装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト制御装置であって、
前記ローラは前記ベルトのテンションを維持するテンションローラであり、
前記テンションローラに弾性力を加えるベルト張架用弾性体を有し、ローラ軸を支持するローラ軸支持部と前記軸傾斜部回転止め部とが一体となっていることを特徴とするベルト制御装置。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載のベルト制御装置であって、
前記軸ガイド部における前記軸傾斜部と接する部分は前記ローラの端部が移動に伴い変化す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のいずれか１項に記載のベルト制御装置であって、
前記ベルトは３つ以上のローラに掛け渡されており、
前記ローラの端部は、前記ローラに隣接する二つのローラを焦点とする楕円の円周に沿って移動することを特徴とするベルト制御装置。

【請求項7】

複数のローラに掛け渡され、前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に用いられるローラユニットであって、
前記ローラ軸の回転方向および前記ベルトの移動方向に動かないように固定されている軸ガイド部と、
前記軸ガイド部と当接して、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動によって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部と、
前記軸傾斜部を貫通し、前記ローラと一体となって回転するローラ軸と、
前記ローラ軸を中心とした、前記軸傾斜部の回転を止める軸傾斜部回転止め部と、
を有し、
前記軸傾斜部は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、
前記傾斜面が前記軸ガイド部と接しており、
前記傾斜面は円錐面、円柱面または球面のいずれかであることを特徴とするローラユニット。

【請求項8】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載のベルト制御装置または請求項７に記載のローラユニットを有する画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は複数のローラに掛け渡され、前記ローラの回転とともに走行するベルトの、前記ローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の画像形成装置では、中間転写体、記録媒体搬送部あるいは画像定着部等として様々なベルトが用いられている。これらのベルトは、互いに平行に設けられている少なくとも２本のローラに架け渡されて、ローラの回転に伴って走行するように構成されている。しかし、ローラを回転させるために用いられる部品の劣化に起因して複数のローラが互いに平行でなくなることがある。複数のローラが互いに平行でなくなると、ベルトがローラの軸方向（以降、ローラ軸方向という。）へ移動する所謂ベルト寄りが発生していた。このベルト寄りによって、ベルトがローラから外れて破損する問題が生じていた。

【0003】

このようにローラ軸方向に移動したベルトを元の位置に戻すためのベルト位置補正技術が知られている。たとえば、特許文献１には傾斜面を有する回転体と固定部材を設けることによって、用紙搬送ベルトに生じた蛇行を補正する技術が記載されている。ここで図１０（１）および図１０（２）を用いて特許文献１に記載されている蛇行を補正する技術について説明する。図１０（１）および図１０（２）は特許文献１に記載されている蛇行補正装置を表す図である。蛇行補正装置には用紙搬送ベルト９０を張架する蛇行補正ロール９１の一の端部に傾斜面９２を有する回転体９３が設けられている。また、回転体９３の外周面に当接する固定部材９４が設けられている。用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じない場合には図１０（１）に示されるように両端の回転体９３がそれぞれ固定部材９４に対して同様に接している状態を保っている。

【0004】

用紙搬送ベルト９０に蛇行が生じると用紙搬送ベルト９０の端部が一の回転体９３を押圧する。押圧された回転体９３は蛇行補正ロール９１の軸方向外側へ移動する。回転体９３が軸方向外側へ移動すると、図１０（２）に示されるように傾斜面９２で固定部材９４に接して押し下げられる。これによって蛇行補正ロール９１の端部は押し下げられ、用紙搬送ベルト９０は蛇行方向とは逆方向に移動することになり、用紙搬送ベルト９０の位置が補正される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術において、図１０（１）および図１０（２）に示されるように回転体９３は蛇行補正ロール９１の回転にしたがって回転することになる。この場合、静止している固定部材９４と回転している回転体９３の接点でお互いを摺擦する結果、固定部材９４および回転体９３は激しく磨耗してしまう。このように部材が磨耗すると、装置が正常に動作しなかったり、装置の寿命が短くなったりするという課題が生じている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するため本発明においては、複数のローラに掛け渡されて前記複数のローラの回転とともに走行するベルトの、前記複数のローラのうち少なくとも一のローラの軸方向への移動を制御するベルト制御装置であって、前記ローラ軸の回転方向および前記ベルトの移動方向に動かないように固定されている軸ガイド部と、前記軸ガイド部と当接して、前記ベルトの前記ローラの軸方向への移動によって前記ローラを傾斜させる軸傾斜部と、前記軸傾斜部を貫通し、前記ローラと一体となって回転するローラ軸と、前記ローラ軸を中心とした、前記軸傾斜部の回転を止める軸傾斜部回転止め部と、を有し、前記軸傾斜部は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、前記傾斜面が前記軸ガイド部と接しており、前記傾斜面は円錐面、円柱面または球面のいずれかであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ベルトがローラの軸方向に移動することによってベルトの面と平行な面に対して傾斜する軸傾斜部と、軸傾斜部を貫通し、ローラと一体となって回転するローラ軸と、ローラ軸を中心とした、軸傾斜部の回転を止める軸傾斜部回転止め部と、を有するため、部材の磨耗を減少することができ、ベルト制御装置が正常に動作しないことを回避したり、ベルト制御装置の寿命が短くなるのを防いだりすることが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例の概略構成図である。

【図2】本実施形態に係るベルト制御装置の断面概略図である。

【図3】本実施形態に係る軸傾斜部４１を表す斜視図である。

【図4】軸傾斜部４１、軸傾斜部当接部４２ａ、テンションローラ２５をｚ方向から見た図である

【図5】本実施形態に係るローラ軸支持部４３を表す図である。

【図6】本実施形態に係る軸傾斜部回転止め部４７を説明するための図である。

【図7】本実施形態に係る軸傾斜部回転止め部４７の他の形態を表す図である。

【図8】ベルト３のローラ軸方向への移動について説明するための図である。

【図9】本実施形態に係るベルト制御装置の断面概略図である。

【図10】従来のベルト制御装置を表す図である。

【図11】従来のベルト制御装置を表す図である。

【図12】軸傾斜部４１の別の形状例を示す斜視図である。

【図13】他の形態に係る軸傾斜回転止め部４７を備えたベルト制御装置の断面概略図である。

【図14】当該他の形態に係る軸傾斜回転止め部４７を備えたベルト制御装置のローラ軸支持部４３を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態について図１乃至図７を用いて説明する。図１はプリンタとして構成された画像形成装置の一例を示す概略構成図であり、ここに示した画像形成装置は、その本体の筐体内に第１乃至第４の４つの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが設けられている。各感光体上には互いに異なる色のトナー像がそれぞれ形成され、これらの感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ上に、ブラックトナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。

【0010】

第１乃至第４の感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに接するように中間転写体としての中間転写ベルト３が設けられている。この中間転写ベルト３は、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４に架け渡されている。なお、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４のうち任意のものをローラという。

【0011】

駆動ローラ５１が駆動源（図示せず）によって回転すると中間転写ベルト３が矢印Ａで示される方向へ移動する。中間転写ベルト３は、多層構造、単層構造でも構わないが、多層構造であればベース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つくり、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなるものが好ましい。また、単層であればＰＶＤＦ、ＰＣ、ポリイミド等の材質を用いるのが好ましい。

【0012】

感光体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄにおいて、トナー像を形成するための構成およびトナー像を中間転写ベルト３上に転写するための構成は実質的に全て同一であり、形成される各トナー像の色が異なるのみである。よって、第１の感光体１ａにブラックトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３上に転写する構成のみを説明し、第２乃至第４の感光体１ｂ、１ｃ、１ｄ上についての構成の説明を省略する。

【0013】

感光体１ａは図１における矢印Ｂに示される方向に回転駆動される。このとき図示していない除電装置からの光が感光体１ａの表面に照射され、感光体１ａの表面電位が初期化される。感光体１ａの近傍には帯電部８ａが設置されており、表面電位が初期化された感光体１ａの表面を帯電部８ａがマイナス極性に一様に帯電する。このようにして帯電された感光体表面に、露光部９からレーザビームＬが照射され、感光体１ａの表面に静電潜像が形成される。

【0014】

また、感光体１ａの近傍には現像部１０ａが設置されている。現像部１０ａは感光体１ａに形成された静電潜像を現像し、ブラックトナー像として可視像化する。一方、感光体１ａに対向して中間転写ベルト３を挟むように転写ローラ１１ａが設けられている。転写ローラ１１ａ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逆極性であるプラス極性の転写電圧を印加する。これにより、感光体１ａと中間転写ベルト３との間に転写電界が形成され、感光体１ａ上のトナー像が感光体１ａと同期して回転駆動される中間転写ベルト３上に静電的に転写される。クリーニング部１２ａは、トナー像が中間転写ベルト３に転写されたあとの感光体１ａの表面に付着している転写残トナーを除去し、感光体１ａの表面を清掃する。

【0015】

同様にして、第２乃至第４の各感光体１ｂ、１ｃ、１ｄにはマゼンタトナー像、シアントナー像及びイエロートナー像がそれぞれ形成される。そして、各色のトナー像は、ブラックトナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて静電転写され、合成トナー像が形成される。

【0016】

また、図１に示されるように、画像形成装置内の下部には給紙部１４が設けられ、給紙ローラ１５の回転によって、記録媒体Ｐが矢印Ｃ方向に送り出される。送り出された記録媒体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、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。

【0017】

定着部１８は記録媒体Ｐ上のトナー像を熱と圧力の作用により定着させる。排紙ローラ対１９は定着部１８を通過した記録媒体Ｐを画像形成装置外に排出する。また、ベルトクリーニング部２０は、トナー像転写後の中間転写ベルト３上に付着した転写残トナーを除去する。本実施形態におけるベルトクリーニング部２０は、ウレタン等で構成されたブレード形状のクリーニングブレード２１を有しており、このクリーニングブレード２１は中間転写ベルト３に付着した転写残トナーを掻き取るように設けられている。ベルトクリーニング部２０には適宜様々な種類のものを用いることが可能であり、例えば、ベルトクリーニング部２０を導電性ファーブラシによる静電クリーニング方式のものとしても良い。

【0018】

次に、本実施形態におけるベルト制御装置について説明する。本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置が有するローラのうち少なくとも一のローラに設けられている。なお、以降の説明において中間転写ベルト３をベルト３という。また、以降においてテンションローラ５２に設けられているベルト制御装置について説明するが、特に述べられている場合を除いては駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４のいずれかに読み替えてもよい。

【0019】

本実施形態のベルト制御装置は、図１における画像形成装置のテンションローラ５２の片側に設けられている。したがって、図２乃至図７、図９はベルト制御装置の片側を拡大図で示している。図２（１）は、本実施形態のベルト制御装置の断面概略図である。図２（２）は図２（１）においてテンションローラ５２、ローラ軸６、軸傾斜部４１が傾斜している状態を表す図である。図３は図２（１）に示されるベルト制御装置をｚ方向から見たローラ軸支持部４３を表す概観図である。

【0020】

図２（１）に示されるように、ベルト制御装置はテンションローラ５２の端部にテンションローラ５２の軸と同軸であるローラ軸６を有している。ローラ軸６はテンションローラ５２より直径が短い円柱の形状をしており、テンションローラ５２と接合されている。また、ローラ軸６は後述するベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０を貫通している。そのため、ベルト位置補正部４０の軸傾斜部４１、ベルト突当部３０は、テンションローラ５２の軸の方向（図２（１）に示されるｚ方向。以降、ローラ軸方向という）に自由に動くことができるとともに、ローラ軸方向と垂直な方向にはローラ軸６とともに動く。

【0021】

ローラ軸方向の外方（テンションローラ５２の中央部分から端部に向かう方向）に、ベルト突当部３０がローラ軸方向に可動であるように設けられている。ベルト突当部３０は、ローラ軸方向に対して略垂直な平面である平面部３０ａを有している。平面部３０ａの周縁は円を形成しており、その円の中心はテンションローラ５２の軸上にある。また、平面部３０ａはベルト３がローラ軸方向外方に移動したときに、ベルト３の端部（ベルト端部３ａという）が接するベルト端部当接部として機能する。

【0022】

ベルト端部３ａが移動して平面部３０ａに突き当たったときにベルト３がベルト突当部３０に乗り上げてテンションローラ５２から外れないように、図２（１）に示されるように平面部３０ａの周縁が形成する円の半径Ｄ１は、テンションローラ５２の半径Ｄ２にベルト３の厚さを加えた長さより長く構成される。半径８．７８（ｍｍ）のテンションローラ５２、厚さ８０（μｍ）のベルト３が用いられる場合、平面部３０ａの周縁の半径Ｄ１を８．８６（ｍｍ）より長く、たとえば９．００（ｍｍ）とすればよい。

【0023】

なお、平面部３０ａはベルト当接部として機能するものであれば、その周縁が円でなく、たとえば長方形、多角形、その他任意の閉曲線を形成するものであってよい。その場合、長方形等のテンションローラ５２の軸からその長方形等の周縁までの距離Ｄ１は、テンションローラ５２の半径Ｄ２にベルト３の厚さを加えた長さより長いものとする。また、平面部３０ａは凹凸や湾曲を有する面でもよく、ベルト当接部として機能するものであればその形状を問わない。

【0024】

また、ベルト突当部３０はテンションローラ５２、ローラ軸６に対して固定されず、図２（１）に示されるｘｙ平面内でテンションローラ５２の軸と同じ軸を中心として自由に回転するように設けられている。このため、ベルト３が平面部３０ａに接している状態で走行するときに、ベルト突当部３０はベルト端部３ａとの摩擦力によりベルト３の走行に応じて回転する。

【0025】

テンションローラ５２の端部とベルト突当部３０の間には円柱の形状に構成されたベルト端部支持部７が設けられている。ベルト端部支持部７は、その軸をテンションローラ５２の軸と同軸とし、その半径Ｄ３はテンションローラ５２の半径Ｄ２より短いものとする。これによって、ベルト３とベルト端部支持部７の側面の間に隙間（以降、隙間部３１ａという）が設けられる。このベルト端部支持部７はベルト端部３ａがベルト突当部３０と離れて重力によって垂れ下がるのを防ぐためにベルト端部３ａを支えるものである。なお、ベルト端部支持部７はベルト端部３ａを支えるものであれば、その形状は円柱ではなく角柱、立方体、その他いずれの形状であってもよい。また、テンションローラ５２とベルト端部支持部７との間には隙間（以降、隙間部３１ｂという）が設けられている。

【0026】

また、ベルト突当部３０のローラ軸方向外方には、ベルト突当部３０と接するように軸傾斜部４１が設けられている。また、軸傾斜部４１はベルト３の面と平行な面に対してローラ軸方向外方に行くにつれてローラ軸に近づく方向に傾斜している平面である傾斜面４１ａを有している。また、図３に示されるように、軸傾斜部４１の傾斜面４１ａは球面の形状であってもよい。また、これに限らず、円筒面や円錐面等、軸傾斜部４１の傾斜面４１ａが軸傾斜部当接部４２ａと点接触するようなあらゆる形状が可能である。図１２は、軸傾斜部をローラ軸上に頂点をもつ円錐面とした例である。ローラ軸上に頂点を持つ円錐面を使うと、ローラの動きに対して軸ガイド部がほぼ同じような当たり方をする。後述する軸ガイド部４２と接する部分の面積を減らすことによって傾斜面４１ａと軸ガイド部４２との間に発生する摩擦力が減る。その結果、軸傾斜部４１がスムーズに傾くことになり、ベルト端部に過剰な負荷がかからなくなる上、摩耗の程度や磨耗する範囲も減る。

【0027】

また、ローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度は３０度程度が好適である。ベルト端部３ａがベルト突当部３０に突き当たった際に傾斜面４１ａが軸ガイド部４２との接する部分である軸傾斜部当接部４２ａに加える負荷を少なくするためにローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度が小さい方がよく、一方、ローラ軸６と傾斜面４１ａのなす角度が小さすぎるとローラ軸６を傾けるために必要な軸傾斜部４１の移動が大きくなり、軸傾斜部４１が軸方向に移動するスペースを設けるために装置全体が大きくなってしまうからである。

【0028】

さらに、図２（１）に示されるように軸傾斜部４１の傾斜面４１ａに接して軸ガイド部４２が設けられている。軸ガイド部４２は、その一部である軸傾斜部当接部４２ａで傾斜面４１ａに接している。また、ローラ軸６、軸傾斜部４１が移動しても、軸ガイド部４２は移動しないように固定されている。このような構成によって、軸傾斜部４１がローラ軸方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸傾斜部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれ、軸傾斜部４１および軸傾斜部４１を貫通しているローラ軸６が傾斜する。また、軸傾斜部当接部４２ａはｘｚ平面を断面としてみたときに円弧をなしている曲面であることが好適である。この場合、ｘｚ平面を断面としてみたときに角状となっている場合に比べて軸傾斜部当接部４２ａが接する部分の傾斜面４１ａの磨耗が軽減される。

【0029】

図３は、図２に示される軸傾斜部４１及び軸傾斜部当接部４２ａの斜視図である。図３に示されるように、軸傾斜部４１の傾斜面４１ａは円筒面の形状であり軸傾斜部当接部４２ａは軸ガイド部４２の直線部分であるため、軸傾斜部当接部４２ａは点で軸傾斜部４１と接する
図４は図２に示されるベルト制御装置における軸傾斜部４１、軸傾斜部当接部４２ａ、テンションローラ５２をｚ軸方向から見た図である。図４に示されるテンションローラ５２（１）乃至５２（３）はそれぞれ、テンションローラ５２が傾斜していないとき、テンションローラ５２の端部が下がる方向に傾斜しているとき、テンションローラ５２の端部が上がる方向に傾斜しているときにおけるテンションローラ５２の端部である。また、図４に示される軸傾斜部４１（１）乃至４１（３）はそれぞれ、テンションローラ５２が傾斜していないとき、テンションローラ５２の端部が下がる方向に傾斜しているとき、テンションローラ５２の端部が上がる方向に傾斜しているときにおける軸傾斜部４１である。さらに図４に示される接点４２ａ'（１）乃至４２ａ'（３）はそれぞれ、テンションローラ５２が傾斜していないとき、テンションローラ５２の端部が下がる方向に傾斜しているとき、テンションローラ５２の端部が上がる方向に傾斜しているときにおける軸傾斜部当接部４２ａと軸傾斜部４１との接点４２ａ'である。

【0030】

ローラ軸６が傾斜すると、ローラ軸６と一体となっているテンションローラ５２の端部は図４における（１）に示される位置から（２）または（３）に示される位置に移動する。テンションローラ５２、駆動ローラ５１、支持ローラ５３を含む３以上のローラによって掛け渡されているベルト３の長さは一定であるため、図４に示されるようにテンションローラ５２の端部は駆動ローラ５１と支持ローラ５３の端部を焦点とする楕円Ｅの円周に沿って移動する。

【0031】

軸傾斜部当接部４２ａによって実現される直線は、テンションローラ５２の端部がベルト位置補正部４０によって移動する軌跡、すなわち駆動ローラ５１とテンションローラ５３を焦点とする楕円Ｅとローラ５２が傾斜していない位置５２（１）における共通接線に対して所定の角度θで設けられる。ここで所定の角度θとは９０度でない角度であればよく、７７度〜８２度であれば好ましい。このように軸傾斜部当接部４２ａが設けられることによって、図４に示されるようにテンションローラ５２の傾斜に伴って接点４２ａ'は変化する。すなわち、軸傾斜部当接部４２ａは異なる位置で軸傾斜部４１と接するため、軸傾斜部当接部４２ａの一点のみに負荷が与えられることがなく、磨耗や損傷を軽減することが可能となる。

【0032】

上述したように、軸傾斜部当接部４２ａは直線によって実現されているが、この直線はテンションローラ５２が移動する軌跡を表す楕円Ｅのテンションローラ５２における接線と直交しないように設けられている。ベルト８０を２つのローラ８１及び８２で掛け渡す画像形成装置においては、軸傾斜部当接部８４ａは常に一の点において軸傾斜部８３と常に接することになる。

【0033】

この状態について図１１を用いて具体的に説明する。図１１は、ベルト８０を２つのローラ８１及び８２で掛け渡すベルト制御装置における軸傾斜部８３、軸傾斜部当接部８４ａ、ローラ８１をｚ軸方向から見た図である。図１１に示されるローラ８１（１）及び８１（２）はそれぞれテンションローラ８１が傾斜していないとき、テンションローラ５２が傾斜しているときにおけるテンションローラ８１の端部である。また、図１１に示される軸傾斜部８３（１）及び８３（２）はそれぞれローラ８１が傾斜していないとき、ローラ８１が傾斜しているときにおける軸傾斜部８３である。さらに、図１１に示される接点８４ａ'（１）及び８４ａ'（２）はそれぞれ、ローラ８１が傾斜していないとき、ローラ８１が傾斜しているときにおける軸傾斜部当接部８４ａにおける軸傾斜部８３との接点８４ａ'である。

【0034】

図１１に示されるように、テンションローラ８１が傾斜しても接点８４ａ'は変化しない。すなわち、軸傾斜部当接部８４ａは常に同じ位置で軸傾斜部４１と接するため、軸傾斜部当接部４２ａの一点のみに負荷が与えられ、磨耗しやすくなってしまう。

【0035】

また、軸ガイド部４２のローラ軸方向外方に固定部４６が設けられ、固定部４６のローラ軸方向外方にローラ軸支持部４３が設けられている。ここで、ローラ軸支持部４３、固定部４６の詳細について図５を用いて説明する。

【0036】

図５に示されるようにローラ軸支持部４３は、支持中心部４３ａ、テンションローラ調整部４３ｂ、ベルト張架バネ４３ｃ、支持部本体４３ｄを有している。支持部本体４３ｄはローラ軸方向外方を下にしてローラ軸６が傾斜するのに伴って、支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って図５に示される矢印アの方向へ傾斜する。また、支持部本体４３ｄはローラ軸６の移動に伴って動くことのない固定部４６とローラ軸支持バネ４５によって連結されている。上述のように、支持部本体４３ｄが矢印アで示される方向に傾斜するとローラ軸支持バネ４５が伸びる。ローラ軸支持バネ４５が伸びると、その伸びを戻す方向へ弾性力が発生しローラ軸支持部４３は矢印イで示される方向へ戻ろうとする。なお、ローラ軸支持バネ４５は弾性体の一例であり、バネに代えて板バネ、ゴム等によって実現されてもよい。なお、固定部４６、軸ガイド部４２にはローラ軸支持部によるローラ軸６の動きを妨げないよう穴が開いている。

【0037】

テンションローラ調整部４３ｂはローラ軸６を覆って接合されており、支持部本体４３ｄとベルト張架バネ４３ｃによって連結されている。ベルト張架バネ４３ｃはテンションローラ調整部４３ｂ、ローラ軸６を通してテンションローラ５２に対して他のローラから離れる方向に弾性力を加える。これによって、テンションローラ５２に架け渡されたベルト３は弛むことなく張り詰めた状態を維持できる。なお、ベルト張架バネ４３ｃはベルト張架用弾性体の一例であり、バネに代えて板バネ、ゴム等によって実現されてもよい。

【0038】

また、軸傾斜部４１の回転を止める軸傾斜部回転止め部４７が設けられている。軸傾斜部回転止め部４７について図６及び図７を用いて詳細に説明する。図６および図７は、本実施形態に係る軸傾斜部回転止め部を説明するための図である。

【0039】

軸傾斜部回転止め部４７は図６に示されるように軸傾斜部４１の側面と底面に沿って軸傾斜部４１を覆う形状をしている。また、軸傾斜部回転止め部４７はテンションローラ調整部４３ｂと図５のように接合されている。このため、軸傾斜部４１がｘｙ平面内で図６の矢印ウの方向に回転するような力が加わっても軸傾斜部４１は回転しない。一方、軸傾斜部４１は上述したようにベルト端部３ａが軸傾斜部４１にｚ方向への力を加えたときには、軸傾斜部４１はｘｚ平面内で動くことを妨げるものではない。

【0040】

なお、軸傾斜部回転止め部４７は軸傾斜部４１の回転を止めるものであれば図６に記載の形状でなくてもよい。たとえば、図７（１）および（２）に示される形状であってもよい。また、軸傾斜部回転止め部４７は図７（３）に示されるように軸傾斜部４１と接合している部材であってもよい。または軸傾斜部４１の一部が軸傾斜部回転止め部４７として機能するとしてもよい。このような場合、軸傾斜回転止め部４７の一部が、例えば、テンションローラ調整部４３ｂの一部に開いた穴に沿ってスライドするようにすれば、ローラ軸の動きを邪魔することなく回転止めの機能を発揮することができる。図１３及び図１４にその例を示す。

【0041】

また、軸傾斜部回転止め部４７はテンションローラ調整部４３ｂと接合されているものに限らず、ローラ軸の移動と連動するローラ軸支持部４３の他の部分と接合してもよい。さらに、上述の実施形態ではベルト突当部３０はベルト３の走行に応じて回転するものとされているが、ベルト突当部３０が回転せずに固定して設置されているものであれば、軸傾斜部回転止め部４７はベルト突当部３０と接合されてもよい。

【0042】

なお、上述した部材のうちテンションローラ５２、ローラ軸６、ベルト突当部３０、ベルト位置補正部４０を有するものをローラユニットという。また、軸傾斜部４１、軸ガイド部４２、ローラ軸支持部４３、固定部４６、および図５に示されるローラ軸支持バネ４５を有するものをベルト位置補正部４０という。

【0043】

次に、本実施形態の画像形成装置におけるベルト制御装置の動作について説明する。画像形成装置の駆動ローラ５１が駆動源によって回転すると、駆動ローラ５１の回転に伴って図２（１）に示されるｙ方向（以降、走行方向という。）へベルト３が走行する。そして、ベルト３の走行に伴ってベルト３を架け渡しているテンションローラ５２が回転する。このとき、ベルト３は、例えば複数のローラが互いに平行でないことが原因となってローラ軸方向へ移動することがある。ベルト３がローラ軸方向へ移動してベルト端部３ａが平面部３０ａに突き当たると、ベルト端部３ａがローラ軸方向外方への力をベルト突当部３０に加えながら、ベルト３は走行方向へ走行する。

【0044】

ここで、ベルト３におけるローラ軸方向の移動について図２および図８を用いて詳細に説明する。ここでは説明を容易にするためテンションローラ５２および支持ローラ５３に架け渡されている部分のベルト３の動作について説明する。

【0045】

図８はベルトのローラ軸方向への移動について説明するための図であり、テンションローラ５２および支持ローラ５３にベルト３が架け渡され、テンションローラ５２と支持ローラ５３とが互いに平行でない状態が表されている。特に、図８（１）には、テンションローラ５２が紙面に対して平行で、支持ローラ５３の左側の端部が右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるように傾いている状態が表されている。このようにテンションローラ５２の軸と支持ローラ５３の軸とが互いに平行でないことによって、ベルト３が走行方向（ｙ軸方向）に対して角度αで傾いている場合、ベルト３がｙ軸方向に距離Ｌだけ走行すると、ベルト３は＋ｚ方向（図８において右側に向かう方向）に距離Ｌｔａｎαだけ移動する。

【0046】

ベルト３がローラ軸方向に移動してベルト突当部３０に突き当たると、軸傾斜部４１はローラ軸方向外方へ移動してローラ軸６およびテンションローラ５２が傾斜する。この動作について具体的に説明する。

【0047】

図２（１）に示されるように、ベルト端部３ａがベルト突当部３０の平面部３０ａに突き当たるとベルト突当部３０はローラ軸方向外方（＋ｚ方向）へ移動する。軸傾斜部４１は、ベルト突当部３０の軸方向外方でベルト突当部３０に接するように設けられているので、ベルト突当部３０の移動によって軸傾斜部４１にローラ軸方向外方への力が加えられる。この力によって軸傾斜部４１がローラ軸方向外方へ移動すると、図２（２）に示されるように軸ガイド部４２の軸傾斜部当接部４２ａが接する傾斜面４１ａの位置が上方にずれて傾斜する。そして、軸傾斜部４１の傾斜に伴って軸傾斜部４１を貫通しているローラ軸６の端部が＋ｘ方向（図２（２）において下側へ向かう方向）へ移動する。

【0048】

ローラ軸６の端部が＋ｘ方向に移動すると、ローラ軸６が貫通しているテンションローラ５２は傾斜する。図２（２）に示されるテンションローラ５２が傾いた状態をｘ軸方向から見た図が図８（２）である。図８（２）に示されるようにテンションローラ５２の左側の端部は右側の端部よりｘ軸方向の紙面手前となるよう傾斜している。ここで、テンションローラ５２が支持ローラ５３の傾斜より大きく傾斜していると、テンションローラ５２および支持ローラ５３は図８（１）に示される状態とは相対的に逆の傾きを形成することになる。テンションローラ５２および支持ローラ５３が相対的に逆の傾きを形成するとベルト３は−ｚ方向（図８（２）において左側に向かう方向）に移動し元の位置に戻っていく。

【0049】

具体的には、図８（２）に示されるように、テンションローラ５２が傾斜することによってベルト３の進行方向が角度α'だけ傾斜した場合、ベルト３がｙ軸方向に距離Ｌだけ走行すると上述の動作と逆方向である−ｚ方向へＬｔａｎα'の距離だけ移動する。すなわち、テンションローラ５２に架け渡されているベルト３は軸方向内方へ戻っていき、ベルト３の位置がローラ軸方向に対して元の位置に戻る方向に移動するようにベルトの位置が補正されることになる。

【0050】

上述の動作において、テンションローラ５２とベルト端部支持部７との間には隙間部３１ｂが設けられている（図２参照）ため、ガタ（部品寸法のバラツキ）でテンションローラ５２がローラ軸方向にバラツキで位置がずれてもテンションローラ５２とベルト端部支持部７は離れている状態を維持する。そのためテンションローラ５２がベルト端部支持部７を介してベルト突当部３０および軸傾斜部４１に対して軸方向外方へ力を加えることはない。そのため、ベルト端部３ａがベルト突当部３０に突き当たることによって加わる力のみによってローラ軸６は傾斜することができる。すなわち、ベルト３がローラ軸方向外方に大きく移動した場合にはベルト端部３ａがベルト突当部３０に加わる力は大きく、そのためローラ軸６が傾斜する角度α'が大きくなりベルト３がローラ軸方向内方へ戻っていく距離Ｌｔａｎα'が長くなる。一方、ベルト３のローラ軸方向外方への移動が小さい場合にはベルト端部３ａがベルト突当部３０に加える力は小さく、そのためローラ軸６が傾斜する角度α'は小さくなりベルト３がローラ軸方向内方へ戻っていく距離Ｌｔａｎα'が短くなる。このようにベルト３のローラ軸方向外方への移動の大きさによって、ベルト３がローラ軸内方へ戻っていく距離が決まり、適切な補正が可能となる。

【0051】

また、本実施形態においては、図５に示されるようにローラ軸支持バネ４５が設けられているので、軸傾斜部４１に対してローラ軸方向外方（ｚ方向）への力が加わってローラ軸６が傾斜すると、ローラ軸支持部４３は図５の矢印アで示される方向に支持中心部４３ａを中心とした円弧に沿って傾斜する。ローラ軸支持部４３が傾斜することによって伸びたローラ軸支持バネ４５の伸びを戻す方向に弾性力が発生する。この弾性力によってローラ軸支持部４３は元の位置の方（矢印イで示す方向）に戻ろうとするため、ローラ軸支持部４３のテンションローラ調整部４３ｂに覆われているローラ軸６は上方に変位しようとする。このため、上述のように軸傾斜部４１に対してローラ軸方向外方への力が加わったとき、軸傾斜部４１は自重によって軸ガイド部４２から離れることなく、傾斜面４１ａのいずれかの位置において軸ガイド部４２の軸傾斜部当接部４２ａと接した状態を保持することが可能となる。

【0052】

ところで、上述のようにテンションローラ５２が回転すると、これと接合して設けられているローラ軸６が回転する。このため、軸傾斜部４１がローラ軸６との接触によって発生する摩擦力によって回転することがある。また、軸傾斜部４１は上述のとおり回転するベルト突当部３０との接触によって発生する摩擦力によって回転することがある。

【0053】

このように軸傾斜部４１がローラ軸６の回転方向すなわちｘｙ平面内で回転すると軸傾斜部４１の傾斜面４１ａと軸傾斜部当接部４２ａが互いに接触しながら動くため、軸傾斜部４１が回転しない場合に比べて磨耗が激しくなってしまう。そのため軸傾斜部回転止め部４７を設けたことにより、軸傾斜部４１がｘｙ平面内で図６の矢印ウの方向に回転するような摩擦力が加わっても軸傾斜部回転止め部４７にあたって回転が止められる。

【0054】

以上のように本実施形態において軸傾斜部回転止め部４７を設けることによって、軸傾斜部４１がローラ軸６の回転に伴って回転するのを防ぐことができ、軸傾斜部４１と軸ガイド部４２における互いの接点での磨耗を減少することが可能となる。したがって、軸傾斜部４１や軸ガイド部４２の損傷を防ぐことができるので、ベルト３の搬送における不具合を減少したり、部品の寿命を延ばしたりすることが可能となる。

【0055】

また、本実施形態においては、図９に示されるように軸傾斜部回転止め部４７はテンションローラ調整部４３ｂと接合して設けられているので、軸傾斜部回転止め部４７はベルト張架バネ４３ｃの伸縮に応じてローラ軸６は移動し、ベルト３のテンションを適切に維持することができる。同時に軸傾斜部４１の回転をとめることができる。

【0056】

なお、テンションローラ５２でないローラ、すなわち駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４に係るベルトユニットにおいてはベルトのテンションを維持する機能を有しないためテンションローラ調整部４３ｂ、ベルト張架バネ４３ｃは必要がない。したがって、駆動ローラ５１、支持ローラ５３、支持ローラ５４においては、軸傾斜部回転止め部４７が軸ガイド部４２や固定部４６あるいは装置のほかの部分と接合して設けてもよい。

【0057】

また、本実施形態では、テンションローラ５２の端部は駆動ローラ５１と支持ローラ５３の端部を焦点とする楕円Ｅの円周に沿って移動するとしているが、駆動ローラ５１、支持ローラ５３がテンションローラ５２に隣接していない場合は、テンションローラ５２に隣接する二つのローラの端部を焦点とする楕円Ｅの円周に沿って移動する。
また、本実施形態ではテンションローラ５２にベルト制御装置が設けられているとしたが、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４のいずれか二以上のローラの端部にベルト制御装置が設けられてもよい。

【0058】

また、本実施形態において、駆動ローラ５１、テンションローラ５２、支持ローラ５３、支持ローラ５４のうちいずれか一以上のローラの両側の端部にベルト制御装置が設けられてもよい。

【0059】

また、本実施形態において、軸傾斜部４１はローラ軸方向外方にベルトの面と平行な面に対してローラ軸方向外方を下にして傾斜している平面である傾斜面４１ａをテンションローラ５２の軸より上側に有しているとしたが、ローラ軸方向外方にベルトの面と平行な面に対してローラ軸方向外方を上にして傾斜している平面である傾斜面４１ａをテンションローラ５２の軸より下側に有しているとしてもよい。

【0060】

また、本実施形態において、軸傾斜部４１はベルト端部３ａが平面部３０ａに接した状態でベルトが走行方向へ走行すると、ベルト端部３ａと平面部３０ａの間で発生する摩擦力によってベルト突当部３０はベルト３の走行に応じて回転する。これによって、ベルト端部３ａが摩擦力によって受ける負荷を低減でき、ベルト３の破損、平面部３０ａの磨耗を防止することが可能となる。

【符号の説明】

【0061】

４０ ベルト位置補正部
３０ ベルト突当部
３０ａ 平面部
４１ 軸傾斜部
４１ａ 傾斜面
４２ 軸ガイド部
４２ａ 軸傾斜部当接部
４３ ローラ軸支持部
４３ａ 支持中心部
４３ｂ テンションローラ調整部
４３ｃ ベルト張架バネ
４３ｄ 支持部本体
４５ ローラ軸支持バネ
４６ 固定部
４７ 軸傾斜部回転止め部
５１ 駆動ローラ
５２ テンションローラ
５３ 支持ローラ
５４ 支持ローラ

【先行技術文献】

【特許文献】

【0062】

【特許文献1】特開２００９−２８８４２６号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】