JP2006235235A - ベルト駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により、常に、安定した画像濃度制御ができるベルト駆動装置、およびこのベルト駆動装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 感光体ドラムと圧接するように配設され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラと、中間転写ベルトを感光体ドラムに対向させるための１次転写ローラを含む複数のローラからなる従動ローラと、中間転写ベルトに張力を付与するバネ８３と、を備え、複数のローラのうちの、少なくとも一つのローラが、バネの付勢力により、中間転写ベルトに交差する方向において移動自在となるように張力が与えられるテンションローラ６２を形成するベルト駆動装置において、バネ８３のたわみ量が、バネに加わる荷重が大きくなるに従って非直線的に大きくなるように形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、静電潜像をトナー像に現像し、かかるトナー像を被記録用紙に転写する際、中間転写ベルトを用いる形式の、複写機、プリンタおよびファクシミリ装置等の画像形成装置に適用されるベルト駆動装置、およびこのベルト駆動装置を備えた画像形成装置に関する。

例えば、この種の画像形成装置においては、感光体ドラムに担持されたトナー像を、被記録用紙に転写する中間転写ベルトを駆動するためにベルト駆動装置が装着されている。このベルト駆動装置は、中間転写ベルトに張力を与えるため、従動ローラのうちの、少なくとも一つのローラは、バネの付勢力により、中間転写ベルトに交差する方向に移動自在となるように張力が与えられるテンションローラを用いている。

一般に、例えば、フルカラーの電子写真装置は、使用する環境の変化により、画像濃度が変化したり、本来の正しい色調が得られなくなったりする。このため、中間転写ベルトを用いたこの種装置にあっては、正確な濃度情報を得るために、中間転写ベルト上に各色の濃度検知用トナー像（テストパターン画像）を形成し、この濃度検知用トナー像に所定の光を照射し、その反射光と、中間転写ベルトの反射率から濃度を検出するための濃度検知センサが備えられている。そして、この濃度検知センサの検知結果を、露光量や現像バイアスにフィードバックして、画像濃度の制御を行っている。

ところで、上述の濃度検知センサは、光学的センサが用いられており、一般に、光学的センサにおいては、被測定物との焦点距離を精度よく調整する必要がある。被測定物との焦点距離がずれると、感度が著しく低下してしまい、その結果、精度よく検知することができなくなってしまう。このため、中間転写ベルトと、濃度検知センサとの距離は、中間転写ベルトが循環駆動時に、常に安定していることが必要である。

通常、中間転写ベルトが張架されているローラ、例えばテンションローラ、駆動ローラ、等は、完全に理想的な円筒形体に形成することは極めて困難である。従って、各ローラが回転すると、ローラ表面でのフレが生じる。また、中間転写ベルトが密着している感光ドラムの表面もフレを有している。更に、各ローラ、感光体ドラム等を駆動しているモータの出力変動や駆動系列での駆動力伝達ムラ等が発生するため、実際には各ローラや感光体ドラムの回転は必ずしも一定ではない。このため、バネ荷重により支持されたテンションローラでは、画像形成動作中にベルト周回に伴ってテンションローラが微小に振動している。

従来、この対策として、中間転写ベルトに張力を付与するために、テンションスプリングのバネ定数と、張力付与装置の移動負荷の条件を一定の値に設定することにより、ベルト部材に振動が発生することを防止するようにしたものがある。（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２３２７５３号公報

ところが、上述の特許文献１記載の構成によれば、張力を付与するためのバネは、通常のコイルバネを用いており、そのコイルバネに加わる荷重に対するたわみ特性は、線形性（荷重−たわみ特性が線形のバネ）である。このような線形性のバネを用いて、バネ定数と、張力付与装置の移動負荷の条件を一定の値に設定しても、振動そのものを完全に抑制することは、極めて困難である。

即ち、中間転写ベルトは、経年変化によりベルト自体が伸び、ベルト周長が変化する。また、使用環境、特に、温度変化により、ベルト自体の線膨張係数が大きいと、ベルト周長が変化する。このような、ベルト周長が変化した場合、上述の特許文献１記載の構成のように、張力を付与するためのバネが、線形性のバネを用いた構成では、バネの振動特性が大きく変化するため、ベルト表面と濃度検知センサとの間の距離が、その振動によって変化する。特に、テンションローラ部分での振動特性の変化は、濃度検知センサの検知感度に影響を与え、画像濃度制御に大きな影響を及ぼす。この結果、使用環境により、画像濃度制御のレベルが異なったり、常に、安定した画像濃度が得られなかったり、する等といった問題があった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成により、常に、安定した画像濃度制御ができるベルト駆動装置、およびこのベルト駆動装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、感光体ドラムと圧接するように配設され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラと、中間転写ベルトを感光体ドラムに対向させるための１次転写ローラを含む複数のローラからなる従動ローラと、中間転写ベルトに張力を付与するバネと、を備え、複数のローラのうちの、少なくとも一つのローラが、バネの付勢力により、中間転写ベルトに交差する方向において移動自在となるように張力が与えられるテンションローラを形成するベルト駆動装置において、バネのたわみ量が、バネに加わる荷重が大きくなるに従って非直線的に大きくなるように形成する。

請求項２記載の発明では、バネは、円錐形状のコイルバネである。

請求項３記載の発明では、バネは、ピッチが不等であるコイルバネである。

請求項４記載の発明では、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１記載の発明の構成によれば、テンションローラに張力を付与するバネは、バネに加わる荷重（圧縮荷重）が大きくなるに従って、たわみ量が非直線的に大きくなる特性を備えている。従って、経年変化や使用環境によって、中間転写ベルトのベルト周長が変化しても、バネの振動特性は大きく変化しないので、常に、安定した画像濃度制御ができる。また、経年変化や使用環境によって、ベルトの周長変化が大きくても、画像濃度制御に与える影響が極めて少ないので、中間転写ベルトの材質の選定幅が広がり、この種装置の低コスト化が図れる。

請求項２記載の発明の構成によれば、バネは、円錐形状のコイルバネであるので、密着長を短くでき、小さなスペースとなり、スペースの有効利用が図れる他、その構成が極めて簡単であり、長期間に亘って安定した特性を維持することができる。

請求項３記載の発明の構成によれば、バネは、ピッチが不等であるコイルバネであるので、ピッチを適宜選定することにより、最適なバネ特性を得ることができる。

請求項４記載の発明の構成によれば、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置を備える画像形成装置を構成しているため、上述した請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置と同じ効果を得ることが可能になる。

（実施形態）
以下に、本発明の具体的な実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るベルト駆動装置を用いたフルカラーの画像形成装置の概略構成を示す概略構成図である。

図１に示す様に、この画像形成装置は、画像を形成する画像形成手段１と、定着手段２と、被記録用紙Ｐが収納された給紙手段３と、被記録用紙Ｐを画像形成手段１、定着手段２を介して排紙部４１に搬送する用紙供給経路４を備えている。

給紙手段３は、被記録用紙Ｐが収容された給紙カセット３１を備えており、給紙手段３に設けられた給紙ローラ３２の回転動作により、給紙カセット３１から被記録用紙Ｐが用紙供給経路４側に送り出されるように構成されている。この構成により、被記録用紙Ｐが１枚ずつ確実に用紙供給経路４に給紙される。なお、これら給紙カセット３１は、画像形成装置本体に対し、着脱自在となるように構成されている。

用紙供給経路４に給紙された被記録用紙Ｐは、この用紙供給経路４を経由して画像形成手段１に向けて搬送される。この画像形成手段１は、電子写真プロセスによって、被記録用紙Ｐに所定のトナー像を形成するものであり、所定の方向（図中の矢印方向）に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲に沿って、帯電ローラ１２、露光装置１３、現像ロータリー１４、転写装置１５、クリーニング装置（不図示）、および除電装置（不図示）を備えている。

帯電ローラ１２は、図示しない高電圧電源から高電圧が印加されており、この帯電ローラ１２によって感光体ドラム１１の表面に所定電位を与えることにより、感光体ドラム１１の表面が一様に帯電させられる。

現像ロータリー１４は、夫々シアン、マゼンダ、イエロー、およびブラックのトナーを収納してなる現像器１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋを備え、感光体ドラム１１に対して、現像器１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ、１４Ｋを選択的に対向位置するように回転可能に保持されている。

転写装置１５は、後述するように感光体ドラム１１と圧接するように配設され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルト５と、この中間転写ベルト５を循環駆動するベルト駆動装置６と、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ１５１と、を備えている。

この画像形成装置の基本的な作動状態を、イエローを現像する場合を例に簡単に説明するが、他の色の現像も同様である。画像形成を行う際には、帯電ローラ１２によって、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電した後、先ず、露光装置１３により、感光体ドラム１１を、例えば、画像処理が施された原稿の画像データに基づいて露光する。これにより、感光体ドラム１１の表面電位が選択的に減衰されて、この感光体ドラム１１の表面にイエローに対応した静電潜像が形成される。

一方、イエローの現像器１４Ｙは、感光体ドラム１１に対して、選択的に対向位置するように回転して保持される。そして、イエローの現像器１４Ｙ内のイエローのトナーは、現像器１４Ｙ内において、例えば、攪拌羽根の回転によって供給ローラに送り込まれ、供給ローラと規制ブレードによってイエローのトナー薄層を形成すると同時に、規制ブレードと現像ローラとの摩擦により正極性に帯電される。このように、均一に形成されたイエローのトナー層は、感光体ドラム１１と、現像ローラとの対向部へ搬送され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像に、イエロー成分のトナーが付着（現像）し、感光体ドラム１１の表面にイエローに対応した色成分のトナー像が形成される。

感光体ドラム１１の表面に形成された正極性のイエローに対応した色成分のトナー像は、感光体ドラム１１と、中間転写ベルト５が当接する１次転写ニップ部において、１次転写ローラ６３に印加された負極性の転写バイアスにより、中間転写ベルト５に引き付けられる。これにより、イエローの現像器１４Ｙにより顕像化されたトナー像は、中間転写ベルト５の表面に転写される（１次転写）。そして、転写後、イエローの現像器１４Ｙに印加されていた現像バイアスは、印加を停止され、次に作像するマゼンタの現像器１４Ｍに現像バイアスが印加される。

感光体ドラム１１の表面に残留しているトナーは、クリーニング装置により除去され、感光体ドラム１１の表面の残留電荷は、除電装置により除去される。そして、感光体ドラム１１は、帯電ローラ１２によって再び帯電される。

以後、同様に、順次、各色において帯電、露光、現像、転写の工程により各色のトナー像が、中間転写ベルト５の表面に重ね合わされ、中間転写ベルト５上にカラーのトナー像が形成された後、２次転写ローラ１５１が中間転写ベルト５に圧接される。これらの動作と同期して、給紙カセット３１に備えられた被記録用紙Ｐは、給紙ローラ３２により用紙供給経路４に搬送される。用紙供給経路４に搬送された被記録用紙Ｐは、一対のレジストローラ４３により、転写ベルト５上に形成されたカラーのトナー像と同期を取りながら中間転写ベルト５と、２次転写ローラ１５１とのニップ部に送りこまれる。２次転写ローラ１５１には、トナー極性とは逆の負極性の転写バイアスが印加されている。これにより、中間転写ベルト５の表面に積層状態で形成されているカラーのトナー画像が、２次転写ローラ１５１により被記録用紙Ｐに転写される。

カラーのトナー画像が転写された被記録用紙Ｐは、画像形成手段１から定着手段２に向けて搬送される。この定着手段２は、画像形成手段１の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成手段１においてカラーのトナー像が転写された被記録用紙Ｐは、定着手段２に設けられた加熱ローラ２１、および当該加熱ローラ２１に押し付けられる加圧ローラ２２によって挟まれるとともに加熱され、被記録用紙Ｐ上にカラーのトナー像が定着される。次いで、画像形成手段１から定着手段２において画像形成がなされた被記録用紙Ｐは、排紙部４１上に排出される。以下、同様にして画像形成が行われることになる。

次に、上述した転写装置１５の構成について、図２および図３に基づいて説明する。図２は、転写装置の概略構成を示す構成図、図３は、図２に示す転写装置の一部分を示す斜視図である。

転写装置１５は、感光体ドラム１１と圧接するように配設され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルト５と、この中間転写ベルト５を循環駆動するベルト駆動装置６と、を備えている。

中間転写ベルト５は、中間転写ベルト５を支持する駆動ローラ６１および従動ローラであるテンションローラ６２、１次転写ローラ６３、ガイドローラ６４、および駆動ローラ６１を駆動するモータなどの駆動源（不図示）からなるベルト駆動装置６により循環駆動される。この循環駆動は、中間転写ベルト５のベルト張力により駆動ローラ６１の表面と中間転写ベルト５の裏面の摩擦力により駆動搬送される。中間転写ベルト５の裏面端部には、中間転写ベルト５が蛇行するのを防止するために、蛇行防止ガイド５１が、例えば、接着剤により貼り付けられている。この蛇行防止ガイド５１は、例えば、駆動ローラ６１、およびテンションローラ６２に設けられた寄り止め部材（プーリー）６１a、６２aにより案内される。この蛇行防止ガイド５１は、中間転写ベルト５の裏面片側でも両側でも何れでも良い。

また、中間転写ベルト５は、導電制御された単層構成のベルト、または積層構成のベルトいずれも使用することができる。この中間転写ベルト５の材質としては、例えば、ポリイミド(ＰＩ)、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）、ポリアミドイミド(ＰＡＩ)、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルファイド(ＰＰＳ)、熱可塑ポリイミド(ＴＰＩ)等を用いることができる。このうち、特に、耐熱性や機械強度等の要求からポリイミドを用いるのが好ましい。これ以外のものとしては、フッ素系ベルトであるフッ素樹脂（ＥＴＥＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の単層構成のベルト、または積層構成のベルト、更には、各種エラストマーを用いた単層構成のベルト、または積層構成のベルトを使用することができる。

ベルト駆動装置６は、中間転写ベルト５を循環駆動する駆動ローラ６１と、中間転写ベルト５を感光体ドラム１１に対向させるための従動ローラである１次転写ローラ６３およびガイドローラ６４と、中間転写ベルト５に交差する方向に移動自在に後述するバネの付勢力により張力が与えられたテンションローラ６２から形成されている。駆動ローラ６１は、図示しないモータ等からなる駆動源により駆動される。１次転写ローラ６３およびガイドローラ６４は、例えば、中間転写ベルト５を感光体ドラム１１に押圧させることで、転写ニップを形成している。１次転写ローラ６３は感光体ドラム１１に対して中間転写ベルト５をバックアップする部材であるが、中間転写ベルト５を介して感光体ドラム１１に接触しても、または非接触でも、何れでも良い。１次転写ローラ６３を、中間転写ベルト５を介して感光体ドラム１１に接触する状態に配置させる場合、１次転写ローラ６３は、弾性ローラであることが好ましく、例えば、導電性を有するウレタンスポンジ、エチレンプロピレンジエンの３元共重合体（ＥＰＤＭ）スポンジ等を用いることができる。また、１次転写ローラ６３を、中間転写ベルト５を介して感光体ドラム１１に非接触の状態に配置させる場合、１次転写ローラ６３は、金属ローラ等のハードローラを使用することが可能である。

そして、中間転写ベルト５の循環経路中の所定位置には、濃度検知センサ７１と、レジストセンサ７２とが配設されている。濃度検知センサ７１は、図示しない枠体に、テンションローラ６２に対向するように配置され、感光体ドラム１１から中間転写ベルト５に転写された所定のテストパターン画像（濃度検知用パターン）を検知する。この検知結果は、図示しない制御装置に伝達され、画像形成手段１等の制御にフィードバックされる。濃度検知センサ７１は、ＬＥＤ等の発光素子と、フォトダイオード等の受光素子から構成され、発光素子による照射光は、中間転写ベルト５に対して所定の角度で入射し、ベルト表面の検知位置で反射される。また、受光素子は、照射光の正反射成分を検知する位置に設けられている。この検知位置で反射される光の量は、下地となる中間転写ベルト５の反射率と濃度検知用トナー像のトナー量で決定される。濃度検知用トナー像のトナー量が増加すると、それだけ下地である中間転写ベルト５の表面が隠され、濃度検知センサ７１からの出力は低下する。

レジストセンサ７２は、ＬＥＤ等の発光素子７２ａと、フォトダイオード等の受光素子７２ｂとから構成され、中間転写ベルト５のたるみが少ない部分、図示例では、駆動ローラ６１とテンションローラ６２との間に、発光素子７２ａと、受光素子７２ｂとが対向するように配置されている。このレジストセンサ７２により、中間転写ベルト５の端部に形成された突起部５２の位置を検出し、中間転写ベルト５上の１次転写像が、２次転写位置に達するタイミングと被記録用紙Ｐの２次転写位置への搬送のタイミングを調整している。

次に、本発明の特徴部分にかかるテンションローラの支持部分の具体的構成について、図４乃至図９に基づいて説明する。図４は、テンションローラを支持する軸受部の概略構成を示す構成図、図５は、図４に示す軸受部の斜視図、図６は、図４に示す軸受部の枠体部分の斜視図、図７は、図４に示す軸受部の軸受部分の斜視図である。図８は、図４に示す軸受部のバネの一例を示す断面図、図９は、図８に示すバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。

テンションローラ６２は、そのローラ軸６２１の両端が、本体のフレームに設けられた軸受部８に支持されている。軸受部８は、枠体８１と、ローラ軸６２１を支持する受部８２ａ、および枠体８１内に配設された胴部８２ｂを有する軸受８２と、軸受８２と枠体８１との間に設けられたバネ８３とからなり、軸受８２は、枠体８１内を移動自在に形成されている。従って、テンションローラ６２は、中間転写ベルト５と交差する方向に移動自在に支持されていることになる。そして、軸受８２は、バネ８３によって常に外側（テンションローラ６２側）に付勢されており、このバネ８３の付勢力によって、中間転写ベルト５は、適切な張力が付与されている。この構成により、テンションローラ６２は、中間転写ベルト５に従動で回転できるようになっている。

上述の軸受８２の移動可動幅は、１〜１５ｍｍが好ましい。１ｍｍ未満では、中間転写ベルト５が伸びた場合、十分な張力が確保できなくなり、中間転写ベルト５の駆動が不安定になりやすい。また、１５ｍｍを超えると、十分な張力を確保するためのバネ８３の設計が難しくなり、好ましくない。この移動可動幅は、バネ８３のバネ特性と、軸受８２の胴部８２ｂの両側部に設けられた係止部８２ｃの長さ等を調整することにより、適切な値に設定することができる。

バネ８３は、図８に示すように、例えば、円錐形状のコイルバネを用い、そのバネ特性は、図９に示すように、バネに加わる荷重が大きくなるに従って、そのたわみ量が非直線的に大きくなるように形成されている。バネ８３は、枠体８１に設けられた突起８１ｄと、軸受８２に設けられた突起８２ｄとにより、その両端が位置決めされている。

バネ８３の荷重-たわみ特性を非線形にするには、バネ８３の有効巻数を変化することが不可欠であり、有効巻数(その時点における作用するコイルの巻数)を変化させる方法としては、コイル径、ピッチ、線径の何れかひとつ以上の設計変数を、コイルバネの部位によって変化させることで達成することができる。また、図８に示すように、巻径を変化させた円錐形状のコイルバネにした場合は、円筒コイルバネに対し密着長を短くでき、小さなスペースで、十分な付勢力を得ることができるので、好ましい。また、円錐コイルバネには、ピッチ角一定のものと、ピッチ一定のものの２種類があり、自由高さを同一にすればピッチ一定のバネは、非線形範囲が広くなり、接着開始荷重が小さくなる特徴がある。

また、左右のバネ８３に加わる荷重の圧力合計（テンション圧力）は、５〜１００Ｎ（ニュートン）であることが好ましい。５Ｎ未満では、中間転写ベルト５を駆動する駆動ローラ６１の表面との摩擦不足により安定した駆動ができない。また、１００Ｎを超えると、中間転写ベルト５を駆動するためのトルクが、大きくなり、駆動ローラ６１を駆動する駆動モータの容量が大きくなり好ましくない。更に、バネ８３の圧力（付勢力）は、中間転写ベルト５と、感光体ドラム１１の接触部分（転写ニップ）にも影響を及ぼし得るため、適正でないと画像濃度ムラや、画像異常（中抜け等）が発生しやすくなる。

このバネ８３のテンション圧力の測定は、図１０に示すように、テンションローラ６２の長手方向の２箇所でローラ軸６２１に、フォースゲージＦを当接した状態で、フォースゲージＦをバネ８３の伸縮方向に一定速度（０．１ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させて、フォースゲージＦの先端部が０．１ｍｍ、バネ８３の圧縮方向に移動した時の圧力を測定する。そして、左右両端部における測定値を合計した和を、バネ８３の合計圧力とした。なお、この測定に用いたフォースゲージは、株式会社エー・アンド・デイ製の型式「ＡＤ−４９３５−５０Ｎ」のデジタルフォースゲージを使用した。

また、バネ８３としては、例えば、図１１に示すように、ピッチが不等であるコイルバネを用いることができる。図１２は、図１１に示すピッチが不等であるコイルバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。このような、ピッチが不等であるコイルバネを用いると、ピッチを適宜選定することにより、最適なバネ特性を得ることができるので、好ましい。

更には、図１３に示すように、例えば、左から右に向って順次太くなるように、線径を順次変化するようにしたコイルバネを用いることができる。図１４は、図１３に示す線径を順次変化したコイルバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。

以上の構成による本実施形態によれば、テンションローラ６２に、張力を付与するためのバネ８３は、バネ８３に加わる荷重が大きくなるに従って、たわみ量が非直線的に大きくなる特性を備えているので、中間転写ベルト５の周長が変化しても、バネ８３の振動特性は、大きく変化しない。従って、中間転写ベルト５のベルト表面と濃度検知センサ７１との間の距離が、大きく変化しない。この結果、使用環境や経年変化等により、中間転写ベルト５の周長が変化しても、濃度検知センサ７１の検知感度に影響を与えることがなくなり、常に、安定した画像濃度制御ができる。また、経年変化や使用環境によって、ベルトの周長変化が大きくても、画像濃度制御に与える影響が極めて少ないので、中間転写ベルトの材質の選定幅が広がり、この種装置の低コスト化が図れる。

（実施例）
以下、本発明に従い、テンションローラに張力を付与するバネとして、荷重が大きくなるに従って、たわみ量が非直線的に大きくなるように形成したバネ（表１参照）を用いた各実験例に基づいて、本発明の優れた効果を説明する。なお、比較のため、テンションローラに張力を付与するバネとして、荷重が大きくなるに従って、たわみ量が直線的に大きくなる、従来のバネ（表１参照）を用いた比較例を併記した。

なお、各実験例および各比較例に用いた駆動ローラは、径Φ２０ｍｍの導電性ＥＰＤＭ（体積抵抗率１Ｅ＋４Ω・ｃｍ）製のローラである。また、テンションローラは、径Φ３０ｍｍのアルミ製のローラである。また、ベルト周速は、１８０ｍｍ／ｓｅｃである。

（実験例１）
テンションローラに張力を付与するバネとして、図１５に示す特性を有する表１に示すような仕様の不等ピッチコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、６．４Ｎである。

（実験例２）
テンションローラに張力を付与するバネとして、実験例１と同じ、図１５に示す特性を有する表１に示すような仕様の不等ピッチコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリイミド（ＰＩ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、１５．３Ｎである。

（実験例３）
テンションローラに張力を付与するバネとして、実験例１と同じ図１５に示すような特性を有する表１に示すような仕様の不等ピッチコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、実験例２と同じ、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリイミド（ＰＩ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、２２．４Ｎである。

（比較例１）
テンションローラに張力を付与するバネとして、図１６に示すような特性を有する表１に示すような仕様のコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、実験例１と同じ、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、６．４Ｎである。

（比較例２）
テンションローラに張力を付与するバネとして、図１７に示すような特性を有する表１に示すような仕様のコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、実験例２と同じ、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリイミド（ＰＩ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、１５．３Ｎである。

（比較例３）
テンションローラに張力を付与するバネとして、図１８に示すような特性を有する表１に示すような仕様のコイルバネを用いた。また、中間転写ベルトとして、実験例２と同じ、カーボンブラックを添加したベルト内周長３７７ｍｍのポリイミド（ＰＩ）製のベルト（厚さ：８０μｍ、幅：２３０ｍｍ、表面抵抗率：１Ｅ＋１０Ω／□）を用いた。また、テンション圧力は、片側で、２２．４Ｎである。

なお、上述した各実験例および各比較例に用いた中間転写ベルトの温度による周長変化特性を図１９に示す。図１９において、曲線ａは、ＰＶＤＦを、曲線ｂは、ＰＩを示す。

上述した条件を基に、図１に示すような画像形成装置を製作し、Ｈ／Ｈ環境（温度：３２．５℃、湿度：８０％ＲＨ）と、Ｌ／Ｌ環境（温度：１０．０℃、湿度：１５％ＲＨ）により得られた画像を基準に、画像濃度変化を評価した。この評価結果を表２に示す。表２におけるΔＥ（色差）は、得られた画像を、Ｌ*ａ*ｂ*法で色彩色差計（ミノルタ社製：型式「ＣＲ−３２１」）により測定し、参考例の色再現性を基準として、ΔＥを数１（次式）に従って求めた。評価方法は、次のような評価基準に従って色再現性を評価した。即ち、各環境でのΔＥを評価し、ΔＥが１０．０以下を○、それより大きい場合を×とした。

なお、数１において、Ｌ１、ａ１およびｂ１は、各実験例および比較例におけるＨ／Ｈ環境での画像の測定値を、Ｌ２、ａ２およびｂ２は、Ｌ／Ｌ環境での画像の測定値をそれぞれ示す。

各実験例と、各比較例との対比により、本発明に従い、テンションローラに張力を付与するバネとして、荷重が大きくなるに従って、たわみ量が非直線的に大きくなるように形成したバネを用いた各実験例では、色再現性に優れていることが認められた。

なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。

例えば、上述した各実施形態では、複写機を例に挙げて説明したが、本発明は、例えばファクシミリ装置や、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能等の各種機能を兼ね備えた複合機等に対しても適用可能である。

また、上述した実施形態では、濃度検知センサ７１として、正反射光を検出するタイプのものを用いたが、これに換えて、例えば、拡散光を検出するタイプの濃度検知センサを用いてもよいのは勿論である。

また、荷重が大きくなるに従って、たわみ量が非直線的に大きくなる特性を有するバネ８３としては、コイル径を変化させた、例えば、鼓型コイルバネ、樽型コイルバネ、楕円コイルバネ等を用いてもよいのは勿論である。更に、線径を変化させたテーパーコイルバネ等を用いてもよいのは勿論である。

本発明の活用例としては、中間転写ベルトを駆動するベルト駆動装置、およびこのベルト駆動装置を備えた画像形成装置が挙げられる。

本発明の実施形態に係るベルト駆動装置を用いたフルカラーの画像形成装置の概略構成を示す概略構成図である。 転写装置の概略構成を示す構成図である。 図２に示す転写装置の一部分を示す斜視図である。 テンションローラを支持する軸受部の概略構成を示す構成図である。 図４に示す軸受部の斜視図である。 図４に示す軸受部の枠体部分の斜視図である。 図４に示す軸受部の軸受部分の斜視図である。 図４に示す軸受部のバネの一例を示す断面図である。 図８に示すバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 バネのテンション圧力の測定方法を説明する説明図である。 バネの他の例を示す断面図である。 図１１に示すバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 バネの更に他の例を示す断面図である。 図１３に示すバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 各実験例に用いたバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 比較例１に用いたバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 比較例２に用いたバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 比較例３に用いたバネの荷重とたわみとの関係を示す特性図である。 各実験例および各比較例に用いた中間転写ベルトの温度による内周長変化特性を示す特性図である。

符号の説明

５…中間転写ベルト、６…ベルト駆動装置、１１…感光体ドラム、６１…駆動ローラ、６２…テンションローラ(従動ローラ)、６３…１次転写ローラ(従動ローラ)、６４…ガイドローラ(従動ローラ)、８３…バネ

Claims (4)

1. 感光体ドラムと圧接するように配設され、表面にトナー像を担持する中間転写ベルトを循環駆動する駆動ローラと、前記中間転写ベルトを前記感光体ドラムに対向させるための１次転写ローラを含む複数のローラからなる従動ローラと、前記中間転写ベルトに張力を付与するバネと、を備え、前記複数のローラのうちの、少なくとも一つのローラが、前記バネの付勢力により、前記中間転写ベルトに交差する方向において移動自在となるように張力が与えられるテンションローラを形成するベルト駆動装置において、
   前記バネのたわみ量が、前記バネに加わる荷重が大きくなるに従って非直線的に大きくなるように形成したことを特徴とするベルト駆動装置。
2. 前記バネは、円錐形状のコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
3. 前記バネは、ピッチが不等であるコイルバネであることを特徴とする請求項１に記載のベルト駆動装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のベルト駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置。