ベルト搬送装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】無端ベルトに対し適正な張力を付与するとともに耐久性にも優れたテンション機構を有するベルト搬送装置、並びにそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】支持フレーム３１には支軸３７が突設されており、支軸３７を中心として揺動可能な樹脂製のアーム部材４０が取り付けられている。アーム部材４０にはテンションローラ１１の回転軸１１ａを支持する板金製の摺動部材５０が摺動可能に保持されている。摺動部材５０はアーム部材４０に対し、第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５の外周面との接触、及び第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂと第１軸受け部４１の外周面との接触によって支持されている。
【解決手段】支持フレーム３１には支軸３７が突設されており、支軸３７を中心として揺動可能な樹脂製のアーム部材４０が取り付けられている。アーム部材４０にはテンションローラ１１の回転軸１１ａを支持する板金製の摺動部材５０が摺動可能に保持されている。摺動部材５０はアーム部材４０に対し、第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５の外周面との接触、及び第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂと第１軸受け部４１の外周面との接触によって支持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ベルトや中間転写ベルトのような無端ベルトを回転駆動させるベルト搬送装置、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の画像形成装置が提案されているが、その中に、所定方向に回動される無端状の搬送ベルトと、この搬送ベルトに沿って設けられた画像形成部とを備え、搬送ベルトにより搬送されてくる記録媒体上に画像形成部で形成されたトナー像を転写する方式の画像形成装置や、複数の画像形成部により無端状の中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせた後、記録媒体上に一度に転写する中間転写方式の画像形成装置がある。
【０００３】
上述したような無端状の搬送ベルト或いは中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては、ベルトの張力を一定に保持するためのテンション機構が設けられている。例えば特許文献１及び２には、テンションローラの両端部を支持する支持アームまたは軸受けホルダにスプリング（引っ張りバネ）を連結して、ブラケットまたはステアリングアームに対し支持アームまたは軸受けホルダを所定の付勢力で摺動自在に支持する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５６２９４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の構成では、スライドレールを介して固定部材（ブラケット、ステアリングアーム）とスライド部材（支持アーム、軸受けホルダ）とを摺動可能に支持しているため、固定部材とスライド部材との接触がレール面全体となっていた。その結果、両部材間の摩擦力が大きくなり、スライド部材が円滑に摺動しない可能性があった。また、固定部材またはスライド部材が樹脂材料で形成されている場合は摩耗による耐用年数の低下の問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、無端ベルトに対し適正な張力を付与するとともに耐久性にも優れたテンション機構を有するベルト搬送装置、並びにそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、無端ベルトと、該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、前記テンションローラに張力を付与するテンション機構と、を備えたベルト搬送装置において、前記テンション機構は、本体フレームに突設された支軸に回転自在に外挿される円筒状の第１軸受け部を有するアーム部材と、該アーム部材に摺動可能に支持され前記テンションローラの一端を回転自在に保持する円筒状の第２軸受け部を有する摺動部材と、該摺動部材を前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記アーム部材には前記摺動部材の摺動方向に沿って前記第２軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第１ガイドリブが形成され、前記摺動部材には前記第１ガイドリブと略平行であり前記第１軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第２ガイドリブが形成されており、前記摺動部材は、前記第１ガイドリブと前記第２軸受け部との係合、及び前記第２ガイドリブと前記第１軸受け部との係合によって前記アーム部材に支持されることを特徴としている。
【０００８】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記付勢部材は、前記支軸と前記第２軸受け部とを結ぶ直線上に配置された圧縮バネであることを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、該蛇行検知手段の検知結果に基づいて前記支軸を中心として前記アーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有し、前記テンションローラの傾きを調整するアライメント調整機構を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記支軸を中心として、前記偏芯カムと前記アーム部材との接触点と、前記第２軸受け部とが略等距離の位置にあることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記摺動部材には、前記無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットが固定されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、摺動部材の摺動方向に垂直な方向から見て、摺動部材はアーム部材に対し片側２点（両側合わせて４点）のみで支持される。従って、アーム部材と摺動部材の接触面積が小さくなり、両部材の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材が円滑に摺動可能になるとともに、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗も低減することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のベルト搬送装置において、付勢部材として、支軸と第２軸受け部とを結ぶ直線上に圧縮バネを配置することにより、引っ張りバネを用いた場合におけるバネ両端のフック部の変形を防止することができる。また、テンションローラを支持する第２軸受け部に圧縮バネの付勢力を直接且つ効率良く作用させることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のベルト搬送装置において、無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、該蛇行検知手段の検知結果に基づいて支軸を中心としてアーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有するアライメント調整機構を設けることにより、テンション機構とアライメント調整機構を１つのローラに集約することができ、ベルト搬送装置内のローラ本数を削減することができる。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成のベルト搬送装置において、支軸を中心として、偏芯カムとアーム部材との接触点を、第２軸受け部と略等距離の位置に設けることにより、偏芯カムの回転による径変化量とテンションローラの揺動量とが略等しくなるため、テンションローラのアライメント調整に必要な偏芯カムの回転量を簡単に決定することができる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のベルト搬送装置において、無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットを摺動部材に固定することにより、ベルトクリーニングユニットがテンションローラと共に揺動するため、ベルトクリーニングユニットと無端ベルト表面との位置関係が変化しない。従って、テンションローラのアライメント調整量に係わらずクリーニング性能を維持することができる。
【００１９】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のベルト搬送装置を用いて記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトに張力を付与することにより、摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のベルト搬送装置を用いて記録媒体を搬送するための搬送ベルトに張力を付与することにより、摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のベルト搬送装置を備えた第１実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図
【図３】本発明のベルト搬送装置の外観斜視図
【図４】図３の手前側におけるテンションローラの回転軸周辺の拡大斜視図
【図５】図３の手前側の支持フレーム３１に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図
【図６】図３の奥側の支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図
【図７】テンションローラのアライメント調整機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図
【図８】アライメント調整機構を構成するカム駆動機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図
【図９】カム駆動機構をベルト搬送装置の外側から見た斜視図
【図１０】本発明のベルト搬送装置を備えた第２実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のベルト搬送装置を備えた第１実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態では、タンデム型カラー画像形成装置の中間転写ベルトのベルト搬送装置について説明する。
【００２３】
図１の画像形成装置１００は以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００２４】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００２５】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。
【００２６】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２７】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２８】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより一次転写ローラ６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２９】
中間転写ベルト８は、下流側の駆動ローラ１０と上流側のテンションローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１０の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３０】
また、画像形成部Ｐａの上流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニングユニット１９が配置され、駆動ローラ１０のさらに下流側には中間転写ベルト８の蛇行を検知する蛇行検知センサ２１が配置されている。蛇行検知センサ２１は、発光部及び受光部（図示せず）が設けられたコ字型の検出部で中間転写ベルト８のエッジ部を表裏から挟むように配置されている。そして、発光部から受光部までの光路をエッジ部が遮光する位置によってエッジ部の位置を検知し、中間転写ベルト８の蛇行方向及び蛇行量を検知可能となっている。
【００３１】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３２】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００３３】
図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り）に沿って帯電器２ａ、現像ユニット３ａ、クリーニング装置５ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラ６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラ１１に対向するベルトクリーニングローラ１９ａを備えたベルトクリーニングユニット１９が配置されている。
【００３４】
帯電器２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラ２２と、帯電ローラ２２をクリーニングするための帯電クリーニングローラ２３とを有している。現像ユニット３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２４と、磁気ローラ２５と、現像ローラ２６とを有しており、現像ローラ２６にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。
【００３５】
クリーニング装置５ａは、摺擦ローラ２７、クリーニングブレード２８、及び回収スクリュー２９を有している。摺擦ローラ２７は感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、図示しない駆動手段により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その周速は感光体ドラム１ａの周速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラ２７としては、例えば金属シャフトの周囲にローラ体としてＥＰＤＭゴム製でアスカＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラ体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。
【００３６】
感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラ２７との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード２８が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード２８としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード２８の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。
【００３７】
摺擦ローラ２７及びクリーニングブレード２８によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー２９の回転に伴ってクリーニング装置５ａの外部に排出され、トナー回収容器（図示せず）に搬送されて貯留される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤としてシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
【００３８】
図３は、図１に示した画像形成装置のベルト搬送装置の外観斜視図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図３ではベルト搬送装置を図１の上方向（一次転写ローラ６ａ〜６ｄ側）から見た状態を示している。ベルト搬送装置３０は、２枚の支持フレーム３１、３２の間に駆動ローラ１０及びテンションローラ１１を含む複数の懸架ローラが支持されており、無端状の中間転写ベルト８が張架されている。支持フレーム３１、３２のテンションローラ１１に隣接する側の端部にはベルトクリーニングユニット１９が付設されている。
【００３９】
図４は、図３の手前側におけるテンションローラの回転軸周辺の拡大斜視図である。なお、図４では支持フレーム３１に装着される部材の一部を取り外した状態を示している。支持フレーム３１には支軸３７が突設されており、支軸３７を中心として揺動可能な樹脂製のアーム部材４０が取り付けられている。アーム部材４０にはテンションローラ１１の回転軸１１ａを支持する板金製の摺動部材５０が摺動可能に保持されている。アーム部材４０、摺動部材５０は、後述する圧縮バネ６０（図５参照）と共にテンションローラ１１に所定の張力を付与するテンション機構を構成している。また、ベルトクリーニングユニット１９は摺動部材５０に固定されている。
【００４０】
図５は、図３の手前側の支持フレーム３１に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図である。アーム部材４０の略中央部には、支軸３７が摺動可能に挿入される円筒状の第１軸受け部４１が形成されている。第１軸受け部４１の側面に突設されたボス４２には圧縮バネ６０の一端が圧入されている。また、摺動部材５０に固定されたベアリング部材５５の外周面に接触する第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂが圧縮バネ６０を上下方向から挟むように形成されている。
【００４１】
第１軸受け部４１を挟んでアーム部材４０の圧縮バネ６０と反対側には、アライメント調整機構の偏芯カム７７（図７参照）が内接する楕円形状のカム孔４５が形成されている。カム孔４５は、支軸３７からカム孔４５と偏芯カム７７との接触点（偏芯カム７７のアーム部材４０に対する作用点）までの距離が、支軸３７からベアリング部材５５までの距離と略等距離となる位置に形成されている。第１軸受け部４１とカム孔４５との間には、アーム部材４０及び摺動部材５０を組み立てる際に圧縮バネ６０を一時的に保持するフック状の保持部４７が設けられている。
【００４２】
摺動部材５０にはアーム部材４０の第１軸受け部４１が係合する長孔状の開口部５１が形成されている。開口部５１の上下端縁には第１軸受け部４１の外周面と接触する第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂが形成されており、テンションローラ１１側に位置する開口部５１の端部には圧縮バネ６０の他端を受けるバネ台座５４が形成されている。摺動部材５０の一端にはテンションローラ１１の回転軸１１ａが挿入される第２軸受け部としてのベアリング部材５５が固定されている。ベアリング部材５５の外径は第１軸受け部４１の外径と略同一に設計されている。なお、図５では第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５との位置関係を示すためにベアリング部材５５をアーム部材４０側に記載しているが、実際にはベアリング部材５５は係止爪５６によって摺動部材５０側に固定されている。
【００４３】
図６は、図３の奥側の支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図である。支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０にはカム孔４５が形成されておらず、代わりに支持フレーム３２に固定するためのビス孔４８が形成されている。また、ベルトクリーニングユニット１９（図４参照）は他の板金部材を介して摺動部材５０に固定される。他の部分の構成は図５に示した支持フレーム３１側のアーム部材４０及び摺動部材５０と同様であるため説明を省略する。なお、図６においてもベアリング部材５５をアーム部材４０側に記載しているが、実際にはベアリング部材５５は係止爪５６によって摺動部材５０側に固定されている。
【００４４】
上記の構成とすることにより、摺動部材５０はアーム部材４０に対し、第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５の外周面との接触、及び第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂと第１軸受け部４１の外周面との接触によって支持されている。即ち、摺動部材５０の摺動方向に垂直な方向（摺動部材５０の揺動方向）から見て、摺動部材５０はアーム部材４０に対し２点（上下合わせて４点）のみで支持される。従って、アーム部材４０と摺動部材５０の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材５０が円滑に摺動可能になるとともにアーム部材４０の摩耗も低減することができる。
【００４５】
また、摺動部材５０を付勢する部材として引っ張りバネを用いた場合、引っ張りバネを係止するためにバネの両端に形成されるフック部が変形して摺動部材５０に掛かる付勢力が変化してしまう可能性がある。これに対し、本発明のように圧縮バネを用いた場合は、ボス４２及びバネ台座５４で圧縮バネ６０を保持できるためフック部が不要となり、摺動部材５０に掛かる付勢力が変化するおそれがない。さらに、第１軸受け部４１とベアリング部材５５とを結ぶ直線上に圧縮バネ６０を配置することにより、圧縮バネ６０の付勢力が回転軸１１ａを支持するベアリング部材５５に効率良く伝達される。
【００４６】
また、支軸３７を中心として、カム孔４５と偏芯カム７７との接触点と、ベアリング部材５５とを略等距離の位置に配置することにより、偏芯カム７７の回転による径変化量とテンションローラ１１の揺動量とが略等しくなるため、テンションローラ１１のアライメント調整に必要な偏芯カム７７の回転量を簡単に決定することができる。
【００４７】
さらに、ベルトクリーニングユニット１９を摺動部材５０に固定することにより、ベルトクリーニングユニット１９がテンションローラ１１と共に揺動するため、後述するアライメント調整を行った場合でもベルトクリーニングユニット１９と中間転写ベルト８の表面との位置関係が変化しない。従って、テンションローラ１１のアライメント調整量に係わらず良好なクリーニング性能を維持することができる。
【００４８】
図７は、テンションローラのアライメント調整機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図、図８及び図９は、アライメント調整機構を構成するカム駆動機構をベルト搬送装置の内側及び外側から見た部分斜視図である。カム駆動機構７０は、支持フレーム３１に固定されたアライメント調整モータ３５と、アライメント調整モータ３５の駆動出力軸に固定されたウオームギヤ７１と、ウオームギヤ７１に噛み合うギヤ歯が形成されたウオームホイル７２と、ウオームホイル７２と噛み合う多段ギヤ７３と、多段ギヤ７３に噛み合う大径部７５ａと、小径部７５ｂとを有する二段ギヤ７５と、二段ギヤ７５の回転軸７５ｃを中心として一体形成された偏芯カム７７とで構成されている。そして、偏芯カム７７は、アーム部材４０に形成されたカム孔４５の内周面に接触するように配置されている。
【００４９】
蛇行検知センサ２１（図１参照）により中間転写ベルト８の蛇行が検知されると、検知信号が制御部（図示せず）に送信され、制御部において中間転写ベルト８の蛇行方向及び蛇行量が算出される。そして、制御部からアライメント調整モータ３５に制御信号が送信され、ウオームギヤ７１、ウオームホイル７２、及び多段ギヤ７３を介して偏芯カム７７を所定方向に所定量だけ回転する。
【００５０】
これにより、カム孔４５の内周面に接触する偏芯カム７７の回転中心（回転軸７５ｃ）から外周面までの距離が変化するため、アーム部材４０が第１軸受け部４１を中心に上又は下方向に揺動し、アーム部材４０に固定された摺動部材５０も上又は下方向に所定角度だけ揺動する。従って、テンションローラ１１の回転軸１１ａの一端が摺動部材５０と共に揺動するため、テンションローラ１１に張架された中間転写ベルト８を所定角度傾けて蛇行を補正することができる。
【００５１】
例えば、中間転写ベルト８が装置前側（図３の手前側）に蛇行している場合、偏芯カム７７を図８の時計回りに回転させてテンションローラ１１の前側端部を所定量上昇させてやる。これにより、中間転写ベルト８の傾斜は図３の手前から奥に向かって下り勾配となるため、中間転写ベルト８は回動に伴い徐々に奥側にずれ、手前方向への蛇行が補正される。また、中間転写ベルト８が装置奥側に蛇行している場合は、偏芯カム７７を逆方向（図７の反時計回り）に回転させてテンションローラ１１の前側端部を所定量下降させ、中間転写ベルト８の傾斜を手前から奥に向かって上り勾配とすれば良い。
【００５２】
図９に示すように、多段ギヤ７３には、偏芯カム７７の位置（回転角）を検出するための多数のスリット８０ａが等間隔で形成されたパルス板８０が一体形成されている。また、多段ギヤ７３にはギヤ歯の形成されていない軸受け面が設けられており、この軸受け面には偏芯カム７７の基準位置（ホームポジション）を検出するためのホームポジション検出部材８１が回転自在に支持されている。ホームポジション検出部材８１の外周面には、二段ギヤ７５の小径部７５ｂと噛み合うギヤ歯が形成されている。
【００５３】
また、多段ギヤ７３の斜め上方には、偏芯カム７７のホームポジション及びカム位置（回転角）を検出するカム位置検出センサ８３が配置されている。カム位置検出センサ８３は、蛇行検知センサ２１と同様のＰＩ（フォトインタラプタ）センサであり、発光部及び受光部が設けられたコ字型の検出部８３ａでパルス板８０及びホームポジション検出部材８１の外周縁近傍を表裏から挟むように配置されている。
【００５４】
上記構成により、多段ギヤ７３の回転に伴い、パルス板８０及びホームポジション検出部材８１はそれぞれ多段ギヤ７３と同方向に異なる速度で回転する。ここでは、ホームポジション検出部材８１の回転速度がパルス板８０（多段ギヤ７３）の回転速度の１／９となるように、多段ギヤ７３及び二段ギヤ７５のギヤ比が設定されている。多段ギヤ７３、二段ギヤ７５、及びホームポジション検出部材８１の位相は、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を開放状態から遮光状態に切り換えるとき、偏芯カム７７がホームポジションとなるように調整されている。また、ここでは偏芯カム７７の最も小径の部分がアーム部材４０のカム孔４５と接触する位置をホームポジションとしている。
【００５５】
図１０は、本発明のベルト搬送装置を備えた第２実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態では、用紙Ｐ上に各色の画像を直接転写するタイプのタンデム型カラー画像形成装置において、用紙Ｐを各画像形成部Ｐａ〜Ｐｂに順次搬送する搬送ベルト９０のベルト搬送装置として用いている。アーム部材４０、摺動部材５０、及び圧縮バネ６０から成るテンション機構の構成、蛇行の検知方法並びに蛇行補正方法については第１実施形態と全く同様であるため説明は省略する。
【００５６】
本実施形態においても、アーム部材４０と摺動部材５０とが２点（上下あわせて４点）でのみ接触するため、摺動部材５０が円滑に摺動可能になるとともにアーム部材４０の摩耗も低減することができる。
【００５７】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、蛇行検知センサ２１として発光部と受光部を備えた光センサを用いているが、例えばベルト表面に光を射出し、反射光を測定する反射型センサ等の他のセンサを用いても良い。また、ベルト表面に蛇行を検知するためのマーキングを施しておいても良い。
【００５８】
また、上記各実施形態ではテンションローラ１１をアライメント調整用のローラとしたが、無端ベルトが張架される他のローラをアライメント調整用のローラとしても良いし、アライメント調整機構を複数のローラに設けても良い。さらに、ベアリング部材５５に代えて、例えば焼結軸受けを摺動部材５０に固定して第２軸受け部としても良い。
【００５９】
また、本発明は上記実施形態のようなタンデム型のカラー画像形成装置に限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザプリンタ等、搬送ベルトや中間転写ベルトを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、搬送ベルトや中間転写ベルトのような無端ベルトを回転駆動させるベルト搬送装置に利用可能である。本発明の利用により、テンション機構を構成するアーム部材と摺動部材の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材が円滑に摺動可能になるとともに、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗も低減することができる。
【００６１】
また、本発明のベルト搬送装置を、カラー画像形成装置の中間転写ベルトや搬送ベルトの搬送に用いた場合、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制できる画像形成装置の提供が可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
８ 中間転写ベルト（無端ベルト）
１０ 駆動ローラ
１１ テンションローラ
２１ 蛇行検知センサ（蛇行検知手段）
３０ 中間転写ユニット（ベルト搬送装置）
３１、３２ 支持フレーム
３５ アライメント調整モータ
３７ 支軸
４０ アーム部材
４３ａ、４３ｂ 第１ガイドリブ
４１ 第１軸受け部
５０ 摺動部材
５３ａ、５３ｂ 第２ガイドリブ
５５ ベアリング部材（第２軸受け部）
４５ 圧縮バネ（付勢部材）
７０ カム駆動機構
７１ ウオームギヤ
７２ ウオームホイル
７３ 多段ギヤ
７５ 大径ギヤ
７７ 偏芯カム
８０ パルス板
８０ａ スリット
８１ ホームポジション検出部材
８３ カム位置検出センサ
８３ａ 検出部
９０ 搬送ベルト（無端ベルト）
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送ベルトや中間転写ベルトのような無端ベルトを回転駆動させるベルト搬送装置、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の画像形成装置が提案されているが、その中に、所定方向に回動される無端状の搬送ベルトと、この搬送ベルトに沿って設けられた画像形成部とを備え、搬送ベルトにより搬送されてくる記録媒体上に画像形成部で形成されたトナー像を転写する方式の画像形成装置や、複数の画像形成部により無端状の中間転写ベルト上にトナー像を順次重ね合わせた後、記録媒体上に一度に転写する中間転写方式の画像形成装置がある。
【０００３】
上述したような無端状の搬送ベルト或いは中間転写ベルトを用いた画像形成装置においては、ベルトの張力を一定に保持するためのテンション機構が設けられている。例えば特許文献１及び２には、テンションローラの両端部を支持する支持アームまたは軸受けホルダにスプリング（引っ張りバネ）を連結して、ブラケットまたはステアリングアームに対し支持アームまたは軸受けホルダを所定の付勢力で摺動自在に支持する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５６２９４号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２の構成では、スライドレールを介して固定部材（ブラケット、ステアリングアーム）とスライド部材（支持アーム、軸受けホルダ）とを摺動可能に支持しているため、固定部材とスライド部材との接触がレール面全体となっていた。その結果、両部材間の摩擦力が大きくなり、スライド部材が円滑に摺動しない可能性があった。また、固定部材またはスライド部材が樹脂材料で形成されている場合は摩耗による耐用年数の低下の問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、無端ベルトに対し適正な張力を付与するとともに耐久性にも優れたテンション機構を有するベルト搬送装置、並びにそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、無端ベルトと、該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、前記テンションローラに張力を付与するテンション機構と、を備えたベルト搬送装置において、前記テンション機構は、本体フレームに突設された支軸に回転自在に外挿される円筒状の第１軸受け部を有するアーム部材と、該アーム部材に摺動可能に支持され前記テンションローラの一端を回転自在に保持する円筒状の第２軸受け部を有する摺動部材と、該摺動部材を前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記アーム部材には前記摺動部材の摺動方向に沿って前記第２軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第１ガイドリブが形成され、前記摺動部材には前記第１ガイドリブと略平行であり前記第１軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第２ガイドリブが形成されており、前記摺動部材は、前記第１ガイドリブと前記第２軸受け部との係合、及び前記第２ガイドリブと前記第１軸受け部との係合によって前記アーム部材に支持されることを特徴としている。
【０００８】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記付勢部材は、前記支軸と前記第２軸受け部とを結ぶ直線上に配置された圧縮バネであることを特徴としている。
【０００９】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、該蛇行検知手段の検知結果に基づいて前記支軸を中心として前記アーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有し、前記テンションローラの傾きを調整するアライメント調整機構を備えたことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記支軸を中心として、前記偏芯カムと前記アーム部材との接触点と、前記第２軸受け部とが略等距離の位置にあることを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置において、前記摺動部材には、前記無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットが固定されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、摺動部材の摺動方向に垂直な方向から見て、摺動部材はアーム部材に対し片側２点（両側合わせて４点）のみで支持される。従って、アーム部材と摺動部材の接触面積が小さくなり、両部材の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材が円滑に摺動可能になるとともに、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗も低減することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成のベルト搬送装置において、付勢部材として、支軸と第２軸受け部とを結ぶ直線上に圧縮バネを配置することにより、引っ張りバネを用いた場合におけるバネ両端のフック部の変形を防止することができる。また、テンションローラを支持する第２軸受け部に圧縮バネの付勢力を直接且つ効率良く作用させることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成のベルト搬送装置において、無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、該蛇行検知手段の検知結果に基づいて支軸を中心としてアーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有するアライメント調整機構を設けることにより、テンション機構とアライメント調整機構を１つのローラに集約することができ、ベルト搬送装置内のローラ本数を削減することができる。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成のベルト搬送装置において、支軸を中心として、偏芯カムとアーム部材との接触点を、第２軸受け部と略等距離の位置に設けることにより、偏芯カムの回転による径変化量とテンションローラの揺動量とが略等しくなるため、テンションローラのアライメント調整に必要な偏芯カムの回転量を簡単に決定することができる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成のベルト搬送装置において、無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットを摺動部材に固定することにより、ベルトクリーニングユニットがテンションローラと共に揺動するため、ベルトクリーニングユニットと無端ベルト表面との位置関係が変化しない。従って、テンションローラのアライメント調整量に係わらずクリーニング性能を維持することができる。
【００１９】
また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のベルト搬送装置を用いて記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトに張力を付与することにより、摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成のベルト搬送装置を用いて記録媒体を搬送するための搬送ベルトに張力を付与することにより、摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のベルト搬送装置を備えた第１実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図
【図３】本発明のベルト搬送装置の外観斜視図
【図４】図３の手前側におけるテンションローラの回転軸周辺の拡大斜視図
【図５】図３の手前側の支持フレーム３１に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図
【図６】図３の奥側の支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図
【図７】テンションローラのアライメント調整機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図
【図８】アライメント調整機構を構成するカム駆動機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図
【図９】カム駆動機構をベルト搬送装置の外側から見た斜視図
【図１０】本発明のベルト搬送装置を備えた第２実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明のベルト搬送装置を備えた第１実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態では、タンデム型カラー画像形成装置の中間転写ベルトのベルト搬送装置について説明する。
【００２３】
図１の画像形成装置１００は以下のような構成になっている。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００２４】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００２５】
トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。
【００２６】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。
【００２７】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像ユニット３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２８】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄにより一次転写ローラ６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。
【００２９】
中間転写ベルト８は、下流側の駆動ローラ１０と上流側のテンションローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１０の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９へ搬送され、フルカラー画像が転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。
【００３０】
また、画像形成部Ｐａの上流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニングユニット１９が配置され、駆動ローラ１０のさらに下流側には中間転写ベルト８の蛇行を検知する蛇行検知センサ２１が配置されている。蛇行検知センサ２１は、発光部及び受光部（図示せず）が設けられたコ字型の検出部で中間転写ベルト８のエッジ部を表裏から挟むように配置されている。そして、発光部から受光部までの光路をエッジ部が遮光する位置によってエッジ部の位置を検知し、中間転写ベルト８の蛇行方向及び蛇行量を検知可能となっている。
【００３１】
定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラ対１３により加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ対１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００３２】
一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラ対１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００３３】
図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り）に沿って帯電器２ａ、現像ユニット３ａ、クリーニング装置５ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラ６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んでテンションローラ１１に対向するベルトクリーニングローラ１９ａを備えたベルトクリーニングユニット１９が配置されている。
【００３４】
帯電器２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラ２２と、帯電ローラ２２をクリーニングするための帯電クリーニングローラ２３とを有している。現像ユニット３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２４と、磁気ローラ２５と、現像ローラ２６とを有しており、現像ローラ２６にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。
【００３５】
クリーニング装置５ａは、摺擦ローラ２７、クリーニングブレード２８、及び回収スクリュー２９を有している。摺擦ローラ２７は感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、図示しない駆動手段により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その周速は感光体ドラム１ａの周速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラ２７としては、例えば金属シャフトの周囲にローラ体としてＥＰＤＭゴム製でアスカＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラ体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。
【００３６】
感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラ２７との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード２８が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード２８としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード２８の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。
【００３７】
摺擦ローラ２７及びクリーニングブレード２８によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スクリュー２９の回転に伴ってクリーニング装置５ａの外部に排出され、トナー回収容器（図示せず）に搬送されて貯留される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面に研磨剤としてシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。
【００３８】
図３は、図１に示した画像形成装置のベルト搬送装置の外観斜視図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。なお、図３ではベルト搬送装置を図１の上方向（一次転写ローラ６ａ〜６ｄ側）から見た状態を示している。ベルト搬送装置３０は、２枚の支持フレーム３１、３２の間に駆動ローラ１０及びテンションローラ１１を含む複数の懸架ローラが支持されており、無端状の中間転写ベルト８が張架されている。支持フレーム３１、３２のテンションローラ１１に隣接する側の端部にはベルトクリーニングユニット１９が付設されている。
【００３９】
図４は、図３の手前側におけるテンションローラの回転軸周辺の拡大斜視図である。なお、図４では支持フレーム３１に装着される部材の一部を取り外した状態を示している。支持フレーム３１には支軸３７が突設されており、支軸３７を中心として揺動可能な樹脂製のアーム部材４０が取り付けられている。アーム部材４０にはテンションローラ１１の回転軸１１ａを支持する板金製の摺動部材５０が摺動可能に保持されている。アーム部材４０、摺動部材５０は、後述する圧縮バネ６０（図５参照）と共にテンションローラ１１に所定の張力を付与するテンション機構を構成している。また、ベルトクリーニングユニット１９は摺動部材５０に固定されている。
【００４０】
図５は、図３の手前側の支持フレーム３１に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図である。アーム部材４０の略中央部には、支軸３７が摺動可能に挿入される円筒状の第１軸受け部４１が形成されている。第１軸受け部４１の側面に突設されたボス４２には圧縮バネ６０の一端が圧入されている。また、摺動部材５０に固定されたベアリング部材５５の外周面に接触する第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂが圧縮バネ６０を上下方向から挟むように形成されている。
【００４１】
第１軸受け部４１を挟んでアーム部材４０の圧縮バネ６０と反対側には、アライメント調整機構の偏芯カム７７（図７参照）が内接する楕円形状のカム孔４５が形成されている。カム孔４５は、支軸３７からカム孔４５と偏芯カム７７との接触点（偏芯カム７７のアーム部材４０に対する作用点）までの距離が、支軸３７からベアリング部材５５までの距離と略等距離となる位置に形成されている。第１軸受け部４１とカム孔４５との間には、アーム部材４０及び摺動部材５０を組み立てる際に圧縮バネ６０を一時的に保持するフック状の保持部４７が設けられている。
【００４２】
摺動部材５０にはアーム部材４０の第１軸受け部４１が係合する長孔状の開口部５１が形成されている。開口部５１の上下端縁には第１軸受け部４１の外周面と接触する第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂが形成されており、テンションローラ１１側に位置する開口部５１の端部には圧縮バネ６０の他端を受けるバネ台座５４が形成されている。摺動部材５０の一端にはテンションローラ１１の回転軸１１ａが挿入される第２軸受け部としてのベアリング部材５５が固定されている。ベアリング部材５５の外径は第１軸受け部４１の外径と略同一に設計されている。なお、図５では第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５との位置関係を示すためにベアリング部材５５をアーム部材４０側に記載しているが、実際にはベアリング部材５５は係止爪５６によって摺動部材５０側に固定されている。
【００４３】
図６は、図３の奥側の支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０及び摺動部材５０を分解した状態を示す斜視図である。支持フレーム３２に装着されるアーム部材４０にはカム孔４５が形成されておらず、代わりに支持フレーム３２に固定するためのビス孔４８が形成されている。また、ベルトクリーニングユニット１９（図４参照）は他の板金部材を介して摺動部材５０に固定される。他の部分の構成は図５に示した支持フレーム３１側のアーム部材４０及び摺動部材５０と同様であるため説明を省略する。なお、図６においてもベアリング部材５５をアーム部材４０側に記載しているが、実際にはベアリング部材５５は係止爪５６によって摺動部材５０側に固定されている。
【００４４】
上記の構成とすることにより、摺動部材５０はアーム部材４０に対し、第１ガイドリブ４３ａ、４３ｂとベアリング部材５５の外周面との接触、及び第２ガイドリブ５３ａ、５３ｂと第１軸受け部４１の外周面との接触によって支持されている。即ち、摺動部材５０の摺動方向に垂直な方向（摺動部材５０の揺動方向）から見て、摺動部材５０はアーム部材４０に対し２点（上下合わせて４点）のみで支持される。従って、アーム部材４０と摺動部材５０の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材５０が円滑に摺動可能になるとともにアーム部材４０の摩耗も低減することができる。
【００４５】
また、摺動部材５０を付勢する部材として引っ張りバネを用いた場合、引っ張りバネを係止するためにバネの両端に形成されるフック部が変形して摺動部材５０に掛かる付勢力が変化してしまう可能性がある。これに対し、本発明のように圧縮バネを用いた場合は、ボス４２及びバネ台座５４で圧縮バネ６０を保持できるためフック部が不要となり、摺動部材５０に掛かる付勢力が変化するおそれがない。さらに、第１軸受け部４１とベアリング部材５５とを結ぶ直線上に圧縮バネ６０を配置することにより、圧縮バネ６０の付勢力が回転軸１１ａを支持するベアリング部材５５に効率良く伝達される。
【００４６】
また、支軸３７を中心として、カム孔４５と偏芯カム７７との接触点と、ベアリング部材５５とを略等距離の位置に配置することにより、偏芯カム７７の回転による径変化量とテンションローラ１１の揺動量とが略等しくなるため、テンションローラ１１のアライメント調整に必要な偏芯カム７７の回転量を簡単に決定することができる。
【００４７】
さらに、ベルトクリーニングユニット１９を摺動部材５０に固定することにより、ベルトクリーニングユニット１９がテンションローラ１１と共に揺動するため、後述するアライメント調整を行った場合でもベルトクリーニングユニット１９と中間転写ベルト８の表面との位置関係が変化しない。従って、テンションローラ１１のアライメント調整量に係わらず良好なクリーニング性能を維持することができる。
【００４８】
図７は、テンションローラのアライメント調整機構をベルト搬送装置の内側から見た斜視図、図８及び図９は、アライメント調整機構を構成するカム駆動機構をベルト搬送装置の内側及び外側から見た部分斜視図である。カム駆動機構７０は、支持フレーム３１に固定されたアライメント調整モータ３５と、アライメント調整モータ３５の駆動出力軸に固定されたウオームギヤ７１と、ウオームギヤ７１に噛み合うギヤ歯が形成されたウオームホイル７２と、ウオームホイル７２と噛み合う多段ギヤ７３と、多段ギヤ７３に噛み合う大径部７５ａと、小径部７５ｂとを有する二段ギヤ７５と、二段ギヤ７５の回転軸７５ｃを中心として一体形成された偏芯カム７７とで構成されている。そして、偏芯カム７７は、アーム部材４０に形成されたカム孔４５の内周面に接触するように配置されている。
【００４９】
蛇行検知センサ２１（図１参照）により中間転写ベルト８の蛇行が検知されると、検知信号が制御部（図示せず）に送信され、制御部において中間転写ベルト８の蛇行方向及び蛇行量が算出される。そして、制御部からアライメント調整モータ３５に制御信号が送信され、ウオームギヤ７１、ウオームホイル７２、及び多段ギヤ７３を介して偏芯カム７７を所定方向に所定量だけ回転する。
【００５０】
これにより、カム孔４５の内周面に接触する偏芯カム７７の回転中心（回転軸７５ｃ）から外周面までの距離が変化するため、アーム部材４０が第１軸受け部４１を中心に上又は下方向に揺動し、アーム部材４０に固定された摺動部材５０も上又は下方向に所定角度だけ揺動する。従って、テンションローラ１１の回転軸１１ａの一端が摺動部材５０と共に揺動するため、テンションローラ１１に張架された中間転写ベルト８を所定角度傾けて蛇行を補正することができる。
【００５１】
例えば、中間転写ベルト８が装置前側（図３の手前側）に蛇行している場合、偏芯カム７７を図８の時計回りに回転させてテンションローラ１１の前側端部を所定量上昇させてやる。これにより、中間転写ベルト８の傾斜は図３の手前から奥に向かって下り勾配となるため、中間転写ベルト８は回動に伴い徐々に奥側にずれ、手前方向への蛇行が補正される。また、中間転写ベルト８が装置奥側に蛇行している場合は、偏芯カム７７を逆方向（図７の反時計回り）に回転させてテンションローラ１１の前側端部を所定量下降させ、中間転写ベルト８の傾斜を手前から奥に向かって上り勾配とすれば良い。
【００５２】
図９に示すように、多段ギヤ７３には、偏芯カム７７の位置（回転角）を検出するための多数のスリット８０ａが等間隔で形成されたパルス板８０が一体形成されている。また、多段ギヤ７３にはギヤ歯の形成されていない軸受け面が設けられており、この軸受け面には偏芯カム７７の基準位置（ホームポジション）を検出するためのホームポジション検出部材８１が回転自在に支持されている。ホームポジション検出部材８１の外周面には、二段ギヤ７５の小径部７５ｂと噛み合うギヤ歯が形成されている。
【００５３】
また、多段ギヤ７３の斜め上方には、偏芯カム７７のホームポジション及びカム位置（回転角）を検出するカム位置検出センサ８３が配置されている。カム位置検出センサ８３は、蛇行検知センサ２１と同様のＰＩ（フォトインタラプタ）センサであり、発光部及び受光部が設けられたコ字型の検出部８３ａでパルス板８０及びホームポジション検出部材８１の外周縁近傍を表裏から挟むように配置されている。
【００５４】
上記構成により、多段ギヤ７３の回転に伴い、パルス板８０及びホームポジション検出部材８１はそれぞれ多段ギヤ７３と同方向に異なる速度で回転する。ここでは、ホームポジション検出部材８１の回転速度がパルス板８０（多段ギヤ７３）の回転速度の１／９となるように、多段ギヤ７３及び二段ギヤ７５のギヤ比が設定されている。多段ギヤ７３、二段ギヤ７５、及びホームポジション検出部材８１の位相は、遮光部８１ａが検出部８３ａの光路を開放状態から遮光状態に切り換えるとき、偏芯カム７７がホームポジションとなるように調整されている。また、ここでは偏芯カム７７の最も小径の部分がアーム部材４０のカム孔４５と接触する位置をホームポジションとしている。
【００５５】
図１０は、本発明のベルト搬送装置を備えた第２実施形態の画像形成装置の構成を示す概略図である。本実施形態では、用紙Ｐ上に各色の画像を直接転写するタイプのタンデム型カラー画像形成装置において、用紙Ｐを各画像形成部Ｐａ〜Ｐｂに順次搬送する搬送ベルト９０のベルト搬送装置として用いている。アーム部材４０、摺動部材５０、及び圧縮バネ６０から成るテンション機構の構成、蛇行の検知方法並びに蛇行補正方法については第１実施形態と全く同様であるため説明は省略する。
【００５６】
本実施形態においても、アーム部材４０と摺動部材５０とが２点（上下あわせて４点）でのみ接触するため、摺動部材５０が円滑に摺動可能になるとともにアーム部材４０の摩耗も低減することができる。
【００５７】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、蛇行検知センサ２１として発光部と受光部を備えた光センサを用いているが、例えばベルト表面に光を射出し、反射光を測定する反射型センサ等の他のセンサを用いても良い。また、ベルト表面に蛇行を検知するためのマーキングを施しておいても良い。
【００５８】
また、上記各実施形態ではテンションローラ１１をアライメント調整用のローラとしたが、無端ベルトが張架される他のローラをアライメント調整用のローラとしても良いし、アライメント調整機構を複数のローラに設けても良い。さらに、ベアリング部材５５に代えて、例えば焼結軸受けを摺動部材５０に固定して第２軸受け部としても良い。
【００５９】
また、本発明は上記実施形態のようなタンデム型のカラー画像形成装置に限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザプリンタ等、搬送ベルトや中間転写ベルトを用いる種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、搬送ベルトや中間転写ベルトのような無端ベルトを回転駆動させるベルト搬送装置に利用可能である。本発明の利用により、テンション機構を構成するアーム部材と摺動部材の摩擦を極力小さくすることができ、摺動部材が円滑に摺動可能になるとともに、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗も低減することができる。
【００６１】
また、本発明のベルト搬送装置を、カラー画像形成装置の中間転写ベルトや搬送ベルトの搬送に用いた場合、アーム部材若しくは摺動部材の摩耗によるテンション機構の耐用年数の低下を抑制できる画像形成装置の提供が可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
８ 中間転写ベルト（無端ベルト）
１０ 駆動ローラ
１１ テンションローラ
２１ 蛇行検知センサ（蛇行検知手段）
３０ 中間転写ユニット（ベルト搬送装置）
３１、３２ 支持フレーム
３５ アライメント調整モータ
３７ 支軸
４０ アーム部材
４３ａ、４３ｂ 第１ガイドリブ
４１ 第１軸受け部
５０ 摺動部材
５３ａ、５３ｂ 第２ガイドリブ
５５ ベアリング部材（第２軸受け部）
４５ 圧縮バネ（付勢部材）
７０ カム駆動機構
７１ ウオームギヤ
７２ ウオームホイル
７３ 多段ギヤ
７５ 大径ギヤ
７７ 偏芯カム
８０ パルス板
８０ａ スリット
８１ ホームポジション検出部材
８３ カム位置検出センサ
８３ａ 検出部
９０ 搬送ベルト（無端ベルト）
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトと、
該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、
前記テンションローラに張力を付与するテンション機構と、
を備えたベルト搬送装置において、
前記テンション機構は、本体フレームに突設された支軸に回転自在に外挿される円筒状の第１軸受け部を有するアーム部材と、該アーム部材に摺動可能に支持され前記テンションローラの一端を回転自在に保持する円筒状の第２軸受け部を有する摺動部材と、該摺動部材を前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記アーム部材には前記摺動部材の摺動方向に沿って前記第２軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第１ガイドリブが形成され、前記摺動部材には前記第１ガイドリブと略平行であり前記第１軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第２ガイドリブが形成されており、前記摺動部材は、前記第１ガイドリブと前記第２軸受け部との係合、及び前記第２ガイドリブと前記第１軸受け部との係合によって前記アーム部材に支持されることを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記支軸と前記第２軸受け部とを結ぶ直線上に配置された圧縮バネであることを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
【請求項３】
前記無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、
該蛇行検知手段の検知結果に基づいて前記支軸を中心として前記アーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有し、前記テンションローラの傾きを調整するアライメント調整機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルト搬送装置。
【請求項４】
前記支軸を中心として、前記偏芯カムと前記アーム部材との接触点と、前記第２軸受け部とが略等距離の位置にあることを特徴とする請求項３に記載のベルト搬送装置。
【請求項５】
前記摺動部材には、前記無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットが固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベルト搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
無端ベルトと、
該無端ベルトに所定の張力を付与するテンションローラと前記無端ベルトに回転駆動力を付与する駆動ローラとを含む複数の懸架ローラと、
前記テンションローラに張力を付与するテンション機構と、
を備えたベルト搬送装置において、
前記テンション機構は、本体フレームに突設された支軸に回転自在に外挿される円筒状の第１軸受け部を有するアーム部材と、該アーム部材に摺動可能に支持され前記テンションローラの一端を回転自在に保持する円筒状の第２軸受け部を有する摺動部材と、該摺動部材を前記無端ベルトに張力を付与する方向に付勢する付勢部材と、を備え、
前記アーム部材には前記摺動部材の摺動方向に沿って前記第２軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第１ガイドリブが形成され、前記摺動部材には前記第１ガイドリブと略平行であり前記第１軸受け部の外周面を挟むように延在する一対の第２ガイドリブが形成されており、前記摺動部材は、前記第１ガイドリブと前記第２軸受け部との係合、及び前記第２ガイドリブと前記第１軸受け部との係合によって前記アーム部材に支持されることを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項２】
前記付勢部材は、前記支軸と前記第２軸受け部とを結ぶ直線上に配置された圧縮バネであることを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
【請求項３】
前記無端ベルトの蛇行を検知する蛇行検知手段と、
該蛇行検知手段の検知結果に基づいて前記支軸を中心として前記アーム部材を揺動させる偏芯カムと、を有し、前記テンションローラの傾きを調整するアライメント調整機構を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルト搬送装置。
【請求項４】
前記支軸を中心として、前記偏芯カムと前記アーム部材との接触点と、前記第２軸受け部とが略等距離の位置にあることを特徴とする請求項３に記載のベルト搬送装置。
【請求項５】
前記摺動部材には、前記無端ベルト上に残存したトナーを回収するベルトクリーニングユニットが固定されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベルト搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体に転写するためのトナー像が順次積層される中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルト搬送装置を備えた画像形成装置であって、前記無端ベルトは、記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４６２７６（Ｐ２０１１−２４６２７６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４０６７（Ｐ２０１０−１２４０６７）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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