JPH10268595A

JPH10268595A - ベルト駆動装置および画像形成装置

Info

Publication number: JPH10268595A
Application number: JP9073335A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kobayashi; 健一小林; Takeshi Noguchi; 武史野口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】外力による中間転写ベルトの衝撃的な振動を
抑えて中間転写ベルトの安定した走行を可能にし、色ず
れ，色むら，醜い縞模様を有しない高い画質の画像を形
成することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】記録用紙Ｐの２次転写定着部３ａを通過
する際に中間転写ベルト３に衝撃的な力が作用し、ベル
ト張り側ではベルト張力が急激に増加し、ベルト緩み側
ではベルト張力が急激に減少する現象が発生する。この
ため、ベルト回転方向に衝撃的な振動が発生する。第１
の張力変動吸収手段４Ａによってベルト張側のベルト張
力の増加を防止するとともに、第２の張力変動吸収手段
４Ｂによってベルト緩み側のベルト張力の減少を防止す
ることにより、中間転写ベルト３の張力変動が小さくな
り、中間転写ベルト３の振動が吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動ローラを含む
複数のローラに張架された無端ベルトを駆動するベルト
駆動装置、および無端ベルトを感光体ベルト，中間転写
ベルト，用紙搬送ベルト等に用いた電子写真式複写機，
電子写真式プリンタ，イオノグラフィプリンタ，インク
ジェットプリンタ，ファクシミリ装置等の画像形成装置
に関し、特に、衝撃的な振動を抑制するようにしたベル
ト駆動装置および画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のローラに張架された無端ベルトを
駆動するベルト駆動装置においては、無端ベルトを安定
した速度で走行させることは重要な課題であり、中でも
種々の経時的劣化や温度変化等の使用状況の変化によっ
て、無端ベルトに発生する伸びやたるみを吸収すること
は、基本的な課題である。

【０００３】このような課題の解決を狙いとした従来の
ベルト駆動装置として、例えば、特開昭６１−２８９８
７号公報に示されるものがある。このベルト駆動装置
は、１つの駆動ローラと複数の従動ローラに張架された
無端ベルトを有し、この無端ベルトのベルト弛み側（駆
動ローラの下流）に１つのテンションローラを回転自由
な状態で当接し、かつ、そのテンションローラを弾性部
材によって変位可能に支持している。

【０００４】このベルト駆動装置において、経時的劣化
や温度変化によって無端ベルトに伸びやたるみが発生し
てベルト弛み側のベルト張力が低下しようとすると、テ
ンションローラが変位してベルト弛み側の張力の低下を
抑える。この結果、無端ベルトの伸びやたるみを吸収す
ることができる。

【０００５】このような課題の解決を狙いとした他の従
来のベルト駆動装置が適用された画像形成装置として、
例えば、特開平５−２２４５７２号公報に示されるもの
がある。

【０００６】図９は、この画像形成装置１０を示し、転
写部１１に配置された転写バックアップローラ１１Ａお
よび転写ピンチローラ１１Ｂ、アイドラローラ１２、か
じ取りローラ１３、複数のバックアップローラ１４、駆
動ローラ１５、および第１および第２のテンションロー
ラ１７，１８に張架されたベルト感光体１６を有し、記
録媒体の供給に基づく外乱発生源となる転写部１１の両
側で第１のテンションローラ１７が実線の双方向矢印１
７ａの方向に移動可能に支持され、第２のテンションロ
ーラ１８が実線の双方向矢印１８ａの方向に移動可能に
支持されてベルト感光体１６に当接している。また、こ
の画像形成装置１０は、第１のテンションローラ１７の
位置を検出する位置センサ１９と、位置センサ１９の検
出に基づいて第１のテンションローラ１７がほぼ同じ位
置に維持されるように転写バックアップローラ１１Ａの
速度制御を行う速度サーボ制御回路２０と、ベルト感光
体１６上に各色の潜像を形成する複数の書込ヘッド２１
とを備えている。

【０００７】この画像形成装置１０において、転写部１
１の転写バックアップローラ１１Ａと転写ピンチローラ
１１Ｂとの間に形成された転写ニップ内に記録媒体が送
り込まれると、ベルト感光体１６の走行を停止させよう
とする制動力が発生してベルト張り側のベルト張力が急
激に増加し、ベルト弛み側のベルト張力が急激に減少し
ようとする。ベルト張り側のベルト張力が増加すると、
第２のテンションローラ１８が変位したこれを抑え、ベ
ルト弛み側のベルト張力が減少すると、位置センサ１９
が第１のテンションローラ１７の変位を検出し、速度サ
ーボ制御回路２０が転写バックアップローラ１１Ａの回
転速度を増速してベルト張力の低下を抑え、第１のテン
ションローラ１７を定位置に維持する。

【０００８】一方、電子写真によるカラー画像形成装置
として、中間転写ベルトの転写部に定着部を一体化した
熱トランズ・フィックス型の転写定着部を備えたもの
が、高画質および小型化に関して有効なものとして多く
使われるようになってきている。

【０００９】このようなカラー画像形成装置では、シア
ン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の色に分解された
画像情報が、帯電されたドラム感光体等の上に書き込ま
れて静電潜像として記録され、これが各色のトナーで現
像される。各色のトナーで現像されたトナー画像は、１
次転写として中間体転写ベルトの上にそれぞれ重ねられ
る。転写されたトナー画像は２次転写定着工程において
転写定着部によって記録用紙に転写定着される。この熱
トランズ・フィックス型の転写定着部によると、トナー
の表面がきれいに平滑化されるため、印刷したのと同等
の画質が得られ、また、定着装置が一体化されるため、
小型化が可能となるメリットがある。

【００１０】転写定着部を備えたカラー画像形成装置で
は、比較的高い圧力で記録用紙と中間転写ベルトとを接
触させながら転写定着を行う必要がある。このため、記
録用紙が転写定着部に突入した時にその転写定着部でベ
ルトの走行を停止させようとする制動力が発生してベル
ト張り側のベルト張力が急激に増加し、ベルト弛み側の
ベルト張力が急激に減少する。この結果、ベルトに衝撃
的な振動が発生し、この振動がベルトを伝搬して作像中
の、あるいは１次転写中の感光体に伝達されて局部的に
画像劣化を引き起こす。また、転写定着部から記録用紙
が抜ける時も、制動力の解除によって振動現象が発生
し、同様に画像劣化を引き起こすことになる。このた
め、互いの色の間で位置ずれを起こす「色ずれ」が発生
したり、色合いが微妙に変化するような「色むら」が発
生したり、背景色に非常に醜い縞模様が発生したりする
等の種々の画像劣化を引き起こすという問題がある。こ
のように、中間転写ベルトを初めとする感光体ベルト、
用紙搬送ベルト等の画像形成用のベルトの振動現象を抑
えることが重要である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６１−
２８９８７号公報に示された従来のベルト駆動装置によ
ると、ベルト弛み側に設けたテンションローラが変位し
てベルト弛み側のベルト張力の減少を抑えても、ベルト
張り側のベルト張力の増加を抑えることができないた
め、このベルト張り側のベルト張力がベルト弛み側に伝
搬してベルトの振動現象を抑えることができず、例え
ば、高いニップ圧を有する転写定着部を設けたときに発
生する衝撃的な振動を吸収することは困難である。

【００１２】また、特開平５−２２４５７２号公報に示
された従来の画像形成装置１０によると、張力変動に応
じて変位しようとするテンションローラ１７の位置を検
出して転写バックアップローラ１１Ａの速度を制御して
いるため、制御パラメータが増えて構成を複雑化し、か
つ、感光体ベルト１６に速度変動の要因を与えることに
なり、結果的に色むらが発生するおそれがある。

【００１３】従って、本発明の第１の目的は、外力によ
る無端ベルトの衝撃的な振動を抑えて無端ベルトの安定
した走行を可能にしたベルト駆動装置を提供することに
ある。また、本発明の第２の目的は、外力による感光体
ベルト，中間転写ベルト，用紙搬送ベルト等の画像形成
用のベルトの衝撃的な振動を抑えて画像形成用のベルト
の安定した走行を可能にし、色ずれ，色むら，醜い縞模
様を有しない高い画質の画像を形成することが可能な画
像形成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明は、駆動ローラを含む複数のローラによ
って張架された無端ベルトを前記駆動ローラによって所
定の方向に所定の速度で搬送し、前記無端ベルトの外力
作用点に付加される外力によって前記駆動ローラに対し
て前記無端ベルトの弛み側で減少あるいは増加し、張り
側で増加あるいは減少する張力変動を発生するベルト駆
動装置において、前記弛み側および前記張り側で前記無
端ベルトに接触して配置され、前記弛み側で前記無端ベ
ルトの搬送ルート長を増加あるいは減少し、前記張り側
で前記搬送ルート長を減少あるいは増加することによっ
て前記張力変動を吸収して前記無端ベルトの前記弛み側
および前記張り側のうち少なくとも一方の側の張力を一
定に維持する第１および第２の張力変動吸収手段を有す
ることを特徴とするベルト駆動装置を提供する。

【００１５】上記第２の目的を達成するために本発明
は、駆動ローラを含む複数のローラによって張架された
無端状の感光体ベルトを前記駆動ローラによって所定の
画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送し、前記感光
体ベルトの転写部の転写動作によって前記駆動ローラに
対して前記感光体ベルトの弛み側で減少あるいは増加
し、張り側で増加あるいは減少する張力変動を発生する
画像形成装置において、前記弛み側あるいは前記張り側
で前記感光体ベルトを支持し、前記駆動ローラとの間で
像担持動作が行われる像担持領域を前記感光体ベルト上
に形成する支持ローラと、前記支持ローラと前記転写部
との間の前記弛み側および前記張り側で前記感光体ベル
トに接触して配置され、前記弛み側で前記感光体ベルト
の搬送ルート長を増加あるいは減少し、前記張り側で前
記搬送ルート長を減少あるいは増加することによって前
記張力変動を吸収して前記感光体ベルトの少なくとも前
記像担持領域の張力を一定に維持する第１および第２の
張力変動吸収手段を有することを特徴とする画像形成装
置を提供する。

【００１６】上記第２の目的を達成するために本発明
は、駆動ローラを含む複数のローラによって張架された
無端状の用紙搬送ベルトを前記駆動ローラによって所定
の画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送し、前記用
紙搬送ベルト上に記録媒体が定着部の牽引力により前記
用紙搬送ベルトのリリース位置からリリースされること
によって前記駆動ローラに対して前記用紙搬送ベルトの
弛み側で減少あるいは増加し、張り側で増加あるいは減
少する張力変動を発生する画像形成装置において、前記
弛み側あるいは前記張り側で前記用紙搬送ベルトを支持
し、前記駆動ローラとの間で前記記録媒体にトナー像を
転写させるトナー像転写領域を前記用紙搬送ベルト上に
形成する支持ローラと、前記支持ローラと前記リリース
位置との間の前記弛み側および前記張り側で前記用紙搬
送ベルトに接触して配置され、前記弛み側で前記用紙搬
送ベルトの搬送ルート長を増加あるいは減少し、前記張
り側で前記搬送ルート長を減少あるいは増加することに
よって前記張力変動を吸収して前記用紙搬送ベルトの少
なくとも前記トナー像転写領域の張力を一定に維持する
第１および第２の張力変動吸収手段を有することを特徴
とする画像形成装置を提供する。

【００１７】上記第２の目的を達成するために本発明
は、駆動ローラを含む複数のローラによって張架された
無端状の中間転写ベルトを前記駆動ローラによって所定
の画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送し、前記中
間転写ベルトの２次転写部の２次転写動作あるいは２次
転写定着動作によって前記駆動ローラに対して前記中間
転写ベルトの弛み側で減少あるいは増加し、張り側で増
加あるいは減少する張力変動を発生する画像形成装置に
おいて、前記弛み側あるいは前記張り側で前記中間転写
ベルトを支持し、前記駆動ローラとの間でトナー像が転
写されるトナー像転写領域を前記中間転写ベルト上に形
成する支持ローラと、前記支持ローラと前記２次転写部
との間の前記弛み側および前記張り側で前記中間転写ベ
ルトに接触して配置され、前記弛み側で前記中間転写ベ
ルトの搬送ルート長を増加あるいは減少し、前記張り側
で前記搬送ルート長を減少あるいは増加することによっ
て前記張力変動を吸収して前記中間転写ベルトの少なく
とも前記トナー像転写領域の張力を一定に維持する第１
および第２の張力変動吸収手段を有することを特徴とす
る画像形成装置を提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
ベルト駆動装置が適用されたカラー画像形成装置の概略
構成図である。このカラー画像形成装置１００は、中間
転写ベルト３を用いたタンデム型のものであり、原稿
（図示省略）が載置されるプラテンガラス等の透明の原
稿載置台１０１と、原稿載置台１０１上に載置された原
稿を光学的に走査して原稿から画像データを読み取る画
像読取部１０２と、画像読取部１０２が読み取った画像
データを各色（ブラック，イエロー，マゼンタ，シア
ン）のカラー画像データに色分解し、各カラー画像デー
タに所定の画像処理を施す画像処理部１０３と、画像処
理部１０３による画像処理後の各カラー画像データに基
づいて、ブラック（Ｋ）のトナー像を転写する第１の画
像形成ユニット１１０と、イエロー（Ｙ）のトナー像を
転写する第２の画像形成ユニット１２０と、マゼンタ
（Ｍ）のトナー像を転写する第３の画像形成ユニット１
３０と、シアン（Ｃ）のトナー像を転写する第４の画像
形成ユニット１４０と、各画像形成ユニット１１０，１
２０，１３０，１４０の下部に設けられ、複数のローラ
（駆動ローラ２Ａ，従動ローラ２Ｂ，レベル出しローラ
２Ｃ，第１のテンションローラ２Ｄ，第２のテンション
ローラ２Ｅおよび２次転写定着ローラ１５４Ａ）に張架
された無端状の中間転写ベルト３を駆動するベルト駆動
装置１と、中間転写ベルト３上の２次転写定着部（２次
転写定着ローラ１５４Ａ，１５４Ｂ間のニップ部）３ａ
を通過するように形成された用紙搬送路１５０と、記録
用紙Ｐを所定のタイミングで２次転写定着部３ａに送り
込むレジストローラ１５１と、中間転写ベルト３が張架
された２次転写定着ローラ１５４Ａにベルト３を介して
対向配置され、中間転写ベルト３に１次転写されたトナ
ー像を記録用紙Ｐに一括して２次転写するとともに、定
着して図示しないトレーに排出する２次転写定着ローラ
１５４Ｂと、中間転写ベルト３を除電する除電器１５５
と、中間転写ベルト３の表面を清掃するクリーナー１５
６と、画像形成装置１００全体の制御を行う主制御部
（図示省略）とを有して概略構成されている。

【００１９】各画像形成ユニット１１０，１２０，１３
０，１４０は、感光体ドラム１１１と、露光前の感光体
ドラム１１１に所定の電荷を付与する露光用帯電器１１
２と、感光体ドラム１１１を対応するカラー画像データ
に基づいて変調されたレーザービームで露光して静電潜
像を形成する露光部１１３と、感光体ドラム１１１に形
成された静電潜像を対応するカラー（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）
のトナーで現像する現像器１１４と、トナー像の一次転
写位置に配置されて所定の電荷を付与する転写用帯電器
１１５と、感光体ドラム１１１に残留したトナーを除去
するクリーナー１１６と、感光体ドラム１１１を除電す
る除電器１１７とを備えている。

【００２０】図２はベルト駆動装置１を示す。このベル
ト駆動装置１は、上記駆動ローラ２Ａと２次定着転写ロ
ーラ１５４Ａとの間のベルト張り側スパン３ｂに設けら
れ、中間転写ベルト３の振動を吸収する第１の張力変動
吸収手段４Ａと、駆動ローラ２Ａと２次定着転写ローラ
１５４Ａとの間のベルト弛み側スパン３ｃに設けられ、
中間転写ベルト３の振動を吸収する第２の張力変動吸収
手段４Ｂと、駆動ローラ２Ａを回転駆動する回転駆動機
構５と、ベルト３の駆動を制御するベルト駆動制御部６
とを有している。

【００２１】第１の張力変動吸収手段４Ａは、上記テン
ションローラ２Ｄと、このテンションローラ２Ｄの両側
に設けられ、所定のばね定数を有してテンションローラ
２Ｄをベルト３に押圧するばね，ゴム等の弾性部材２ｄ
ｄとから構成されている。第２の張力変動吸収手段４Ｂ
は、第１の張力変動吸収手段４Ａと同様に、上記テンシ
ョンローラ２Ｅと、このテンションローラ２Ｅの両側に
設けられ、所定のばね定数を有してテンションローラ２
Ｅをベルト３に押圧するばね，ゴム等の弾性部材２ｅｅ
とから構成されている。第１および第２の張力変動吸収
手段４Ａ，４Ｂは、ベルト３の振動エネルギーを吸収し
てベルト張力の変動を少なくさせるため、テンションロ
ーラ２Ｄ，２Ｅは、できるだけ軽量な構造とし、所定の
値より小なる慣性モーメントを有するのが好ましい。同
様の理由より、弾性部材２ｄｄ，２ｅｅは、できるだけ
剛性が小さく、かつ十分な押圧力をベルト３に付与し得
るように所定のばね定数を有する。

【００２２】回転駆動機構５は、駆動ローラ２Ａの一方
の軸端部２ａａに取り付けられた第１のイナーシャ５０
Ａと、中間転写ベルト３が張架された２次転写定着ロー
ラ１５４Ａに取り付けられた第２のイナーシャ５０Ｂ
と、軸端部２ａａに取り付けられ、駆動ローラ２Ａの回
転数を検出するロータリーエンコーダ等の回転数検出部
５１と、駆動ローラ２Ａを回転駆動する駆動モータ５２
と、駆動モータ５２の駆動トルクを駆動ローラ２Ａに伝
達する巻掛け伝動機構５３とを備えている。巻掛け伝動
機構５３は、駆動ローラ２Ａの一方の軸端部２ａａに取
り付けられた大プーリ５３ａと、駆動モータ５２の出力
軸に取り付けられた小プーリ５３ｂと、両プーリ５３
ａ，５３ｂ間に巻装されたタイミングベルト５３ｃから
なる。

【００２３】駆動ローラ２Ａの軸端部２ａａに取り付け
た第１のイナーシャ５０Ａは、駆動系のギア等によって
発生する周波数の高い回転速度変動を滑らかにする作用
を有し、また、２次転写定着ローラ１５４Ａに取り付け
られた第２のイナーシャ５０Ｂは、記録用紙Ｐが２次転
写定着ローラ１５４Ａ，１５４Ｂ間のニップ部を通過す
る際に発生する周波数の高い回転速度変動を滑らかにす
る作用を有している。特に、フィードバック制御では補
正できない高い周波数（例えば２０Ｈｚ以上）の速度変
動を平滑化するためにこれらのイナーシャ５０Ａ，５０
Ｂは必要である。また、周波数の低い変動は、一般的に
は、結果として大きな位置ずれを発生させるため、これ
を抑えるるためにフィードバック制御は効果的な方法で
ある。但し、第１および第２のイナーシャ５０Ａ，５０
Ｂは、共振点を避けるため、制御パラメータと良くバラ
ンスさせて設計されたものである必要があるが、これは
従来技術である、いわゆる制御設計によって十分に可能
である。

【００２４】ベルト駆動制御部６は、回転数検出部５１
からの回転数検出信号に基づいて駆動モータ５２の回転
速度をフィードバック制御してベルト３が所定の速度で
走行するようにベルト駆動制御を行うものである。

【００２５】次に、カラー画像形成装置１００の動作を
説明する。 (1) 全体の動作図示しない主制御部が、ベルト駆動開始信号をベルト駆
動制御部６に入力すると、ベルト駆動制御部６は、駆動
モータ５２を駆動して中間転写ベルト３の走行を開始
し、ベルト３が所定の速度で走行するようにベルト駆動
制御を行う。画像読取部１０２が、原稿を走査して画像
データを読み取ると、画像処理部１０３は、画像読取部
１０２に読み取られた画像データを色分解し、色分解し
た各色の画像データに所定の画像処理を施す。各画像形
成ユニット１１０，１２０，１３０，１４０の露光部１
１３は、露光用帯電器１１２により帯電処理された感光
体ドラム１１１を画像処理部１０３による各色の画像デ
ータに応じたレーザービームで露光して静電潜像を形成
する。現像器１１４は、感光体ドラム１１１に形成され
た静電潜像を各カラーに応じたトナーで現像する。感光
体ドラム１１１が回転して現像トナー像が１次転写位置
まで運ばれると、転写用帯電器１１５が付与する電荷に
よって中間転写ベルト３上に各色のトナー像が順次転写
され、フルカラーのカラートナー像となる。最終トナー
像が転写された中間転写ベルト３が、２次転写定着部３
ａに到達すると、図示しない給紙装置から送出されレジ
ストローラ１５１で待機していた記録用紙Ｐは、レジス
トローラ１５１が所定のタイミングで回転すると、用紙
搬送路１５０に沿って２次転写定着部３ａに搬送され
る。記録用紙Ｐは、トナー像が２次転写定着部３ａで２
次転写定着ローラ１５４Ａ，１５４Ｂによって転写，定
着された後、図示しない排紙トレーに排出される。この
ようにしてフルカラー画像の複写が行われる。転写後の
中間転写ベルト３は、除電器１５５により除電され、ク
リーナー１５６で清掃される。

【００２６】(2) 衝撃的外乱による振動の抑制動作図３は、ベルト駆動装置１の動作を説明するための図で
あり、(a) は記録用紙Ｐが２次転写定着部３ａに突入す
る時を示す図、(b) は記録用紙Ｐが２次転写定着部３ａ
から抜け出る時を示す図である。記録用紙Ｐが、２次転
写定着ローラ１５４Ａ，１５４Ｂ間のニップ部に突入す
ると、高い押圧力が加わっている２次転写定着ローラ１
５４Ａ，１５４Ｂが、互いに引き離されようとする力が
働く。この力によって、ベルト３の走行に急激なブレー
キ力が働く。一方、駆動ローラ２Ａは、フィードバック
制御により正常に回り続けようとする。このため、駆動
ローラ２Ａと２次転写定着ローラ１５４Ａとの間のベル
ト張り側３ｂのベルト張力が急激に増加するとともに、
駆動ローラ２Ａと２次転写定着ローラ１５４Ａとの間の
ベルト弛み側スパン３ｃのベルト張力が急激に減少す
る。また、記録用紙Ｐのニップ部への突入によって発生
するベルト張り側スパン３ｂにおけるベルト張力の急激
な増加現象は必ずつりあい点を持つから、必ずどこかで
方向を変えて次の瞬間には逆向きに大きな力が衝撃的に
作用することになる。この間、駆動ローラ２Ａは正常に
ベルト３を駆動し続けるので、ベルト弛み側スパン３ｃ
は、ベルト張力が低下して移動速度が急激に遅くなると
いう現象が発生する。勿論、このような張力の現象は必
ずつりあい点を持つから、ベルト張り側スパン３ｂと同
じように、必ずどこかで方向を変えて次の瞬間には逆向
きに力が作用することになる。従って、第１および第２
の張力変動吸収手段４Ａ，４Ｂを設けていないか、ある
いは適切な位置に配置されていない場合は、ベルト弛み
側スパン３ｃでは必ず急激に衝撃的にベルト３の速度が
遅くなり、その反動で次にベルト３の速度が戻されて一
時的に速くなるような振動現象が起こる。以上の現象
は、記録用紙Ｐの先端が２次転写定着ローラ１５４Ａ，
１５４Ｂ間のニップ部に突入した時に、ステップ応答的
に起こるので、記録用紙Ｐがローラ１５４Ａ，１５４Ｂ
間にニップしている間はローラ１５４Ａ，１５４Ｂを押
し広げるような力が加わった状態で安定する。そこで、
本発明のように、第１および第２の張力変動吸収手段４
Ａ，４Ｂを設けることにより、図３(a) に示すように、
ベルト張り側スパン３ｂ内に配置されている第１の張力
変動吸収手段４Ａのテンションローラ２Ｄが同図右方向
に変位し、ベルト張り側スパン３ｂ内のベルト張力の増
加を防止するとともに、ベルト弛み側スパン３ｃ内に配
置されている第２の張力変動吸収手段４Ｂのテンション
ローラ２Ｅが同図右下方向に変位し、ベルト張力の減少
を防止する。この結果、ベルト３の振動が吸収され、ベ
ルト３の位置変動が小さくなる。

【００２７】一方、記録用紙Ｐが２次転写定着ローラ１
５４Ａ，１５４Ｂ間のニップ部から抜ける場合には、図
３(b) に示すように、急激に負荷が低下することによっ
て、第１の張力変動吸収手段４Ａのテンションローラ２
Ｄが同図左方向に変位して弾性部材ばね２ｄｄに蓄えら
れていた弾性歪みエネルギーが急激に放出されるため、
２次転写定着ローラ１５４Ａを中心としてベルト３の移
動速度は急激に増加しようとする。当然、つぎの瞬間に
は今度は急激に遅くなるような、いわゆる振動現象が起
こる。しかし、図３(b) に示すように、第２の張力変動
吸収手段４Ｂのテンションローラ２Ｅが同図左上方向に
変位し、第１の張力変動吸収手段４Ａが放出したエネル
ギーを吸収しようとするために、弛み側スパン３ｃのベ
ルト張力は一定に保たれるとともに、その速度も一定に
保たれる。

【００２８】次に、画像形成装置１００の効果を図面を
参照して説明する。

【００２９】図４および図５は、比較例の測定結果を示
す。この比較例は、図２に示す構成から、第２のイナー
シャ５０Ｂと、第２の張力変動吸収手段４Ｂを取り除い
た構成としたものである。図４は、記録用紙Ｐが転写定
着部３ａに突入した時、及び抜け出す時にベルト弛み側
スパン３ｂに発生する速度変動を測定したものである。
図５は、記録用紙Ｐが転写定着部３ａに突入した時、及
び抜け出す時にベルト弛み側スパン３ｂに発生する位置
変動を測定したものである。なお、図４において、縦軸
はベルト走行方向の速度変動ｄｖ／Ｖ（％）を表し、横
軸は時間（ｓ）を表す。図５において、縦軸はベルト走
行方向の位置変動ｄｘ（ｍｍ）を表し、横軸は時間
（ｓ）を表す。また、図４および図５において、初めに
現れるスパイク状の衝撃が記録用紙Ｐが突入した時のも
の、次に現れるスパイク状の衝撃が記録用紙Ｐが抜け出
す時のものである。図４から、突入時および抜け出す時
の速度変動が約２％もあり、図５から、突入時および抜
け出す時の位置変動が約０．０４ｍｍもあることが分か
る。

【００３０】図６および図７は、本発明に係る装置の測
定結果を示す。この装置は、上記比較例の構成に、第２
のイナーシャ５０Ｂを付加してものである。図６は、図
４と同様に速度変動を示し、図７は、図５と同様に位置
変動を示している。図６から、突入時および抜け出す時
のスパイク状の速度変動が１％と大きく減衰するととも
に、周波数が大きく低下することが確認できる。図７か
ら、位置変動の周波数は同様に大きく低下することが分
かるが、速度の場合と異なり位置変動の大きさはあまり
変化しないことが分かる。

【００３１】図８は、図２の装置１の測定結果を示し、
図５と同様に位置変動を測定したものである。図８か
ら、位置変動が約０．３μｍとなって図５の比較例と比
べて２桁小さくなり、記録用紙Ｐの突入時や抜け出る時
に発生していたスパイク状の振動は、全く解消すること
ができるということが分かる。なお、図２の装置１から
第２のイナーシャ５０Ｂを取り除いた構成においても、
図８と同様の結果が得られている。

【００３２】(イ) ベルト３の張り側および弛み側にそれ
ぞれ張力変動吸収手段４Ａ，４Ｂを設けているので、衝
撃的な位置変動を抑制することができ、色ずれ等の防止
を図ることができる。 (ロ) イナーシャ５０Ａ，５０Ｂを付加することにより、
高周波の速度変動を抑制することができ、色むらや縞模
様等の防止を図ることができる。 (ハ) 駆動ローラ２Ａのフィードバック制御により、定常
的な位置変動を抑制することができ、張力変動吸収手段
４Ａ，４Ｂと相まってより一層色ずれの防止を図ること
ができる。 (ニ) 色ずれや色むら，縞模様等の防止を図れることか
ら、良好なフルカラー画像を形成することができる。 (ホ) ベルト弛み側スパン３ｃにおけるベルト３の衝撃的
な振動の吸収は、主に第２の張力変動吸収手段４Ｂが担
っている。この第２の張力変動吸収手段４Ｂによってベ
ルト３の衝撃的な振動を感光体ドラム１１１に伝達させ
ずに隔離することができるので、衝撃的な振動が感光体
ドラム１１１上に形成される像に及ぼす影響を少なくす
ることができる。 (ヘ) テンションローラ２Ｄ，２Ｅと弾性部材２ｄｄ，２
ｅｅからなる張力変動吸収手段４Ａ，４Ｂを設け、イナ
ーシャ５０Ａ，５０Ｂを付加ただけの簡単な構成である
ので、画像形成装置１００を複雑・大型化させずに色ず
れ，色むら等を防止できる。

【００３３】なお、本発明は、上記の実施の形態に限定
されず、種々な実施の形態が可能である。例えば、本発
明は、図１に示すベルト３を感光体ベルトあるいは用紙
搬送ベルトに用いた画像形成装置に適用してもよい。図
１に示すベルト３を用紙搬送ベルトに用いた画像形成装
置の場合、用紙搬送ベルトに静電吸着された記録用紙を
トナー像転写領域まで搬送し、トナー像転写領域で記録
用紙にトナー像を転写した後、その記録用紙を用紙搬送
ベルトによって定着部に搬送するが、記録用紙のサイズ
によっては記録用紙の先端が定着部に達したとき、記録
用紙の後端が用紙搬送ベルト上にあるときがある。この
場合に、定着部の用紙送り速度が用紙搬送ベルトの回転
速度より速いため、定着部の牽引力が外力として用紙搬
送ベルトに作用する。このような場合でも、第１および
第２の張力変動吸収手段４Ａ，４Ｂを所定の位置に配置
することにより、外力による衝撃的な振動を吸収するこ
とができる。また、第１〜第４の画像形成ユニット１１
０，１２０，１３０，１４０を駆動ローラ２Ａと第２の
張力変動吸収手段４Ｂとのベルト弛み側に配置したが、
駆動ローラ２Ａと第１の張力変動吸収手段４Ａとのベル
ト張り側に配置してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のベルト駆動
装置によると、外力によって衝撃的な力が無端ベルトに
作用しても、第１および第２の張力変動吸収手段によっ
てベルト張り側とベルト弛み側の張力変動を小さくして
振動を吸収しているので、無端ベルトを安定して走行さ
せることが可能になる。

【００３５】また、本発明の画像形成装置によると、転
写動作によって衝撃的な力が感光体ベルトに作用して
も、第１および第２の張力変動吸収手段によってベルト
張り側とベルト弛み側の張力変動を小さくして振動を吸
収しているので、感光体ベルトの安定した走行が可能に
なり、色ずれ，色むら，醜い縞模様を有しない高い画質
の画像が得られる。

【００３６】また、本発明の画像形成装置によると、定
着部の牽引力によって衝撃的な力が用紙搬送ベルトに作
用しても、第１および第２の張力変動吸収手段によって
ベルト張り側とベルト弛み側の張力変動を小さくして振
動を吸収しているので、用紙搬送ベルトの安定した走行
が可能になり、色ずれ，色むら，醜い縞模様を有しない
高い画質の画像が得られる。

【００３７】また、本発明の画像形成装置によると、２
次転写動作あるいは２次転写定着動作によって中間転写
ベルトに衝撃的な力が作用しても、第１および第２の張
力変動吸収手段によってベルト張り側とベルト弛み側の
張力変動を小さくして振動を吸収しているので、中間転
写ベルトの安定した走行が可能になり、色ずれ，色む
ら，醜い縞模様を有しない高い画質の画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図であ
る。

【図２】本発明に係るベルト駆動装置の斜視図である。

【図３】本発明に係るベルト駆動装置の動作を説明する
ための図であり、(a) は記録用紙が２次転写定着部への
突入時を示す図、(b) は記録用紙が２次転写定着部から
抜け出る時を示す図である。

【図４】比較例の速度変動の測定結果を示す図である。

【図５】比較例の位置変動の測定結果を示す図である。

【図６】本発明に係る速度変動の測定結果を示す図であ
る。

【図７】本発明に係る位置変動の測定結果を示す図であ
る。

【図８】本発明に係る位置変動の測定結果を示す図であ
る。

【図９】従来のベルト駆動装置が適用された画像形成装
置の構成図である。

【符号の説明】

１ベルト駆動装置２Ａ駆動ローラ２ａａ軸端部２Ｂ従動ローラ２Ｃレベル出しローラ２Ｄ，２Ｅテンションローラ３中間転写ベルト３ａ２次転写定着部３ｂベルト張り側スパン３ｃベルト弛み側スパン４Ａ第１の張力変動吸収手段４Ｂ第２の張力変動吸収手段５回転駆動機構５０回転数検出部５１駆動モータ５２巻掛け伝動機構５２ａ大プーリ５２ｂ小プーリ５２ｃベルト６ベルト駆動制御部１００画像形成装置１０１原稿載置台１０２画像読取部１０３画像処理部１１０第１の画像形成ユニット１１１感光体ドラム１１２露光用帯電器１１３露光部１１４現像器１１５転写用帯電器１１６クリーナー１１７除電器１２０第２の画像形成ユニット１３０第３の画像形成ユニット１４０第４の画像形成ユニット１５０用紙搬送路１５１レジストローラ１５４Ａ，１５４Ｂ２次転写定着ローラ１５５除電器１５６クリーナーＰ記録用紙

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 21/00 ３５０Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動ローラを含む複数のローラによって張
架された無端ベルトを前記駆動ローラによって所定の方
向に所定の速度で搬送し、前記無端ベルトの外力作用点
に付加される外力によって前記駆動ローラに対して前記
無端ベルトの弛み側で減少あるいは増加し、張り側で増
加あるいは減少する張力変動を発生するベルト駆動装置
において、前記弛み側および前記張り側で前記無端ベルトに接触し
て配置され、前記弛み側で前記無端ベルトの搬送ルート
長を増加あるいは減少し、前記張り側で前記搬送ルート
長を減少あるいは増加することによって前記張力変動を
吸収して前記無端ベルトの前記弛み側および前記張り側
のうち少なくとも一方の側の張力を一定に維持する第１
および第２の張力変動吸収手段を有することを特徴とす
るベルト駆動装置。
【請求項２】前記第１および第２の張力変動吸収手段
は、所定の慣性モーメントを有するテンションローラ
と、前記所定のばね定数を有して前記テンションローラ
を前記無端ベルトに押圧する前記弾性部材とを備えた構
成の請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項３】前記複数のローラのうち少なくとも１つの
ローラは、前記無端ベルトの高周波の振動を抑制する慣
性モーメントが付加された構成の請求項１記載のベルト
駆動装置。
【請求項４】前記駆動ローラは、前記複数のローラのう
ち少なくとも１つのローラの回転速度、あるいは前記無
端ベルトの移動速度の検出に基づくフィードバック制御
によって駆動される構成の請求項１記載のベルト駆動装
置。
【請求項５】駆動ローラを含む複数のローラによって張
架された無端状の感光体ベルトを前記駆動ローラによっ
て所定の画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送し、
前記感光体ベルトの転写部の転写動作によって前記駆動
ローラに対して前記感光体ベルトの弛み側で減少あるい
は増加し、張り側で増加あるいは減少する張力変動を発
生する画像形成装置において、前記弛み側あるいは前記張り側で前記感光体ベルトを支
持し、前記駆動ローラとの間で像担持動作が行われる像
担持領域を前記感光体ベルト上に形成する支持ローラ
と、前記支持ローラと前記転写部との間の前記弛み側および
前記張り側で前記感光体ベルトに接触して配置され、前
記弛み側で前記感光体ベルトの搬送ルート長を増加ある
いは減少し、前記張り側で前記搬送ルート長を減少ある
いは増加することによって前記張力変動を吸収して前記
感光体ベルトの少なくとも前記像担持領域の張力を一定
に維持する第１および第２の張力変動吸収手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】前記第１および第２の張力変動吸収手段
は、所定の慣性モーメントを有するテンションローラ
と、前記所定のばね定数を有して前記テンションローラ
を前記像担持体ベルトに押圧する前記弾性部材とを備え
た構成の請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】前記複数のローラのうち少なくとも１つ
は、前記像担持体ベルトの高周波の振動を抑制する慣性
モーメントが付加された構成の請求項５記載の画像形成
装置。
【請求項８】前記駆動ローラは、前記複数のローラのう
ち少なくとも１つのローラの回転速度、あるいは前記像
担持体ベルトの移動速度の検出に基づくフィードバック
制御によって駆動される構成の請求項５記載の画像形成
装置。
【請求項９】駆動ローラを含む複数のローラによって張
架された無端状の用紙搬送ベルトを前記駆動ローラによ
って所定の画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送
し、前記用紙搬送ベルト上に記録媒体が定着部の牽引力
により前記用紙搬送ベルトのリリース位置からリリース
されることによって前記駆動ローラに対して前記用紙搬
送ベルトの弛み側で減少あるいは増加し、張り側で増加
あるいは減少する張力変動を発生する画像形成装置にお
いて、前記弛み側あるいは前記張り側で前記用紙搬送ベルトを
支持し、前記駆動ローラとの間で前記記録媒体にトナー
像を転写させるトナー像転写領域を前記用紙搬送ベルト
上に形成する支持ローラと、前記支持ローラと前記リリース位置との間の前記弛み側
および前記張り側で前記用紙搬送ベルトに接触して配置
され、前記弛み側で前記用紙搬送ベルトの搬送ルート長
を増加あるいは減少し、前記張り側で前記搬送ルート長
を減少あるいは増加することによって前記張力変動を吸
収して前記用紙搬送ベルトの少なくとも前記トナー像転
写領域の張力を一定に維持する第１および第２の張力変
動吸収手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】前記第１および第２の張力変動吸収手段
は、所定の慣性モーメントを有するテンションローラ
と、前記所定のばね定数を有して前記テンションローラ
を前記用紙搬送ベルトに押圧する前記弾性部材とを備え
た構成の請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】前記複数のローラのうち少なくとも１つ
は、前記用紙搬送ベルトの高周波の振動を抑制する慣性
モーメントが付加された構成の請求項９記載の画像形成
装置。
【請求項１２】前記駆動ローラは、前記複数のローラの
うち少なくとも１つのローラの回転速度、あるいは前記
用紙搬送ベルトの移動速度の検出に基づくフィードバッ
ク制御によって駆動される構成の請求項９記載の画像形
成装置。
【請求項１３】駆動ローラを含む複数のローラによって
張架された無端状の中間転写ベルトを前記駆動ローラに
よって所定の画像形成方向に所定の画像形成速度で搬送
し、前記中間転写ベルトの２次転写部の２次転写動作あ
るいは２次転写定着動作によって前記駆動ローラに対し
て前記中間転写ベルトの弛み側で減少あるいは増加し、
張り側で増加あるいは減少する張力変動を発生する画像
形成装置において、前記弛み側あるいは前記張り側で前記中間転写ベルトを
支持し、前記駆動ローラとの間でトナー像が転写される
トナー像転写領域を前記中間転写ベルト上に形成する支
持ローラと、前記支持ローラと前記２次転写部との間の前記弛み側お
よび前記張り側で前記中間転写ベルトに接触して配置さ
れ、前記弛み側で前記中間転写ベルトの搬送ルート長を
増加あるいは減少し、前記張り側で前記搬送ルート長を
減少あるいは増加することによって前記張力変動を吸収
して前記中間転写ベルトの少なくとも前記トナー像転写
領域の張力を一定に維持する第１および第２の張力変動
吸収手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】前記第１および第２の張力変動吸収手段
は、所定の慣性モーメントを有するテンションローラ
と、前記所定のばね定数を有して前記テンションローラ
を前記中間転写ベルトに押圧する前記弾性部材とを備え
た構成の請求項１３記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記複数のローラのうち少なくとも１つ
は、前記中間転写ベルトの高周波の振動を抑制する慣性
モーメントが付加された構成の請求項１４記載の画像形
成装置。
【請求項１６】前記２次転写部は、一対の転写ローラか
ら構成され、前記一対の転写ローラのうち前記中間転写ベルトが張架
された転写ローラは、前記中間転写ベルトの高周波の振
動を抑制する慣性モーメントが付加された構成の請求項
１４記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記駆動ローラは、前記複数のローラの
うち少なくとも１つのローラの回転速度、あるいは前記
中間転写ベルトの移動速度の検出に基づくフィードバッ
ク制御によって駆動される構成の請求項１４記載の画像
形成装置。