JP2009168891A - 転写ベルト装置、これを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した転写ベルト走行を達成できる転写ベルト装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト２１５が上面が弛み側となって走行している場合、テンションローラ２２０は駆動ローラ２１と平行し、中間転写ベルト２１５は真っ直ぐに走行するが、左側への寄り力が発生し、中間転写ベルト２１５が左側へ片寄るとカラー２２１ａのフランジ部に当り、テンションローラ２２０も寄り力により左側に移動していく。カラー２２１ａが左下がりの傾斜を持った筐体２４２ａの上に乗っているためカラー２２１ａは下がり、反対側のカラー２２１ｂは右下がりの傾斜を持った筐体２４２ｂに乗っていて逆に上がり、テンションローラ２２０は反時計方向に回転する。これにより、駆動ローラ２１とテンションローラ２２０の間で中間転写ベルト２１５が捩れ、片寄りと反対方向に中間転写ベルト２１５が戻る力を発生させることが出来る。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真プロセスを用いた画像形成装置及び転写ベルト装置に関する。

電子写真方式又は静電記録方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置では、主に次のような工程で画像が形成される。まず、感光体又は誘電体上に静電電位の差による潜像を形成し、これにトナーを選択的に転移してトナー像を形成する。このトナー像は直接に又は一旦中間転写体上に転写され、さらにＰＰＣ用紙等の記録媒体に転写される。そして、加圧、加熱等の処理により記録媒体上に定着される。上記トナー像を転写する工程は、トナー像を担持する感光体ドラムや中間転写体等の像担持体と転写ローラとを対向するように配置し、これらの間に転写バイアス電圧を印加する。この像担持体と転写ローラとの間に形成される転写ニップに記録媒体を送り込み、電界内で電荷を有するトナーを記録媒体に転移させる。

カラー印刷を行う場合は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像形成部と、画像形成部に対向させた位置に複数の転写ローラを配置した転写ベルト装置を用い、各色を中間転写体又は記録媒体上で重ね合わせてカラー画像を形成させる。

このような転写ベルト装置では、中間転写体又は記録媒体搬送部材として無端状の転写ベルトを用いるのが一般的であり、駆動ローラと従動ローラの少なくとも２本のローラにより張架されている。

色むらや色ずれ、画像の変形、文字の蛇行等の無い高画質なトナー像を中間転写体又は記録媒体上に形成するためには、速度ムラ、蛇行、片寄りが無い様に転写ベルトを走行させることが必要であるが、各ローラ及びローラ保持部品の部品精度のバラツキ等によるローラの平行度、転写ベルトの周長差、転写ベルト張力の左右差、各ローラやベルト表面／裏面の摩擦力の左右差等により、転写ベルトを片寄り無く走行させることはほとんど不可能であり、左右どちらかに片寄った状態で走行することになるため、さまざまな片寄り防止、補正技術が提案されている。

そこで特許文献１に係る発明では、感光体上に形成されたトナー像を記録部材に転写する転写装置であって、転写ベルト上を搬送される記録部材に直接転写又は転写ベルト上に１次転写し、その後記録部材に２次転写する転写装置において、転写ベルトの内面の両端部に寄り規制部材を設け、転写ベルト内のローラ端面又はローラと同軸で回転する寄り規制コロの端面に当て、かつ、寄り規制部材は、両端部の突合せ部が面取りされて、面取り部を有することで、転写ベルトを交換することなく長期の使用においても寄り規制部材が破損、剥離することのない転写装置及びスムーズな転写ベルトの回転により転写ずれ、色ずれの画像乱れのない画像形成装置を提供できるとしている。

また特許文献２に係る発明では、画像形成装置は、像担持体である中間転写体を具備し、該中間転写体は無端ベルトであり、該ベルト開口部両端部には寄り止めガイドが設置される。更にベルトを検知するセンサを具備する。また、ベルトを検知するセンサ信号によってベルトの寄り方向を可変できる機能を有する。また、センサはベルト表面の凹凸を検知するセンサであり、該センサは寄り止めガイドが任意のベルト張架ローラの端部と接触することによる応力によって発生したベルト表面上の凹凸を検知する。これにより、ベルトの寄り止めガイドにかかる負荷を低減させベルトの寿命を延ばすことが可能になり、信頼性が高く、環境負荷を押さえることのできる画像形成装置が提供できるとしている。

また特許文献３に係る発明では、転写ベルトの走行方向と直交する方向の両側縁部にラインセンサーが配設され、ラインセンサーにより左側寄りの蛇行の発生が検出された場合、制御部によりテンションローラの右側のテンション調整手段を作動させ、テンションローラの右側のテンションを高くさせる。ローラの右側のテンションが高くなると、転写ベルトは右側へ傾き、左側への蛇行が修正される。右側への蛇行が発生した場合も、同様な方法で蛇行を修正することができる。したがって、新たな部品を増加することなく、簡単な構造で、ベルトの蛇行を修正することができる。

また特許文献４に係る発明では、無端状のベルトと、前記ベルトを支持するベルト支持ロールおよび被調整ロールと、前記ベルト支持ロールを支持するベルト支持フレームとを有するベルトモジュールと、前記被調整ロールの軸方向一端部を支持する調整部材と、前記調整部材を調整方向に沿って位置調整した状態で支持する調整部材支持体とを有し、前記調整部材の位置を前後、上下に調整することにより、前記ベルト支持ロールに対する被調整ロールの軸方向一端部の相対的な位置を調節して前記ベルトの片寄りを調整するベルト片寄り調整部材とを備えた構成としてある。

また特許文献５に係る発明では、従動ローラを移動可能に配置したベルト駆動装置が開示。ベルト寄りが発生した方向の従動ローラ端部を下方に変位させて、ベルト寄りを防止している。

さらに特許文献６に係る発明では、従動ローラをベルトが捩れる方向に軸支する。ベルト寄りに対して、ベルトを捩じらせる構成としている。

特開２００４−１８４６９７号公報 特開２００６−２５９６３７号公報 特開２００５−３５１３０２号公報 特開２００７−０２５２８６号公報 特開平１１−１１６０８９号公報 特開平１１−０７９４５９号公報

特許文献１の発明では、転写ベルトの内面の両端部設けた寄り規制部材のみで転写ベルトの片寄り規制を行っているため、左右どちらか一方向に片寄りが集中下場合、長期的に見れば転写ベルト端部へのダメージは避けられない。

また特許文献２の発明では、転写ベルトが片寄り、寄り止めガイドがローラ端部に突き当たったときに転写ベルト表面に出来る凸凹をセンサで検出し、テンションローラを動かしてベルトテンションに強弱をつけることで片寄りを補正するため、センサや制御系分のコスト増や、ベルトテンションに強弱をつけることによる転写ベルト伸び縮みでのストレスによるベルトの劣化等の問題がある。

また特許文献３の発明では、センサにより転写ベルトの蛇行の発生を検出し、制御部でテンションローラのテンション調整手段を作動させ、転写ベルトのテンションに左右差をつけることで蛇行を修正させることが提案されているが、センサ及び制御部が必要なためその分のコストアップがあり、転写ベルトのテンションに左右差をつけるときの転写ベルトの伸び縮みによる転写ベルト左右の周長差での画像のゆがみ、繰り返しの伸び縮みによる転写ベルトの劣化等の問題がある。

また特許文献４の発明では、無端状のベルトをベルト支持ロールおよび被調整ロールで張架し、ベルト支持ロールを支持するベルト支持フレームとを有するベルトモジュールと、被調整ロールの軸方向一端部を支持する調整部材と、調整部材を調整方向に沿って位置調整した状態で支持する調整部材支持体とを有し、調整部材の位置を前後、上下に調整することにより、前記ベルト支持ロールに対する被調整ロールの軸方向一端部の相対的な位置を調節してベルトの片寄りを調整することが可能であるが、初期的にベルトの片寄りを調整した後に調整部材を固定するため、経時的にローラやベルトの左右の摩擦力が変化することによるベルトの片寄りなどには対応出来ない問題がある。

また特許文献５の発明では、ローラを捻るためのカムの回転トルクは、ベルト寄り検知部材にベルトを強く接触させなければ得られないことは容易に想像できるため、ベルト端部にダメージを与えることが予想される。実施例でも同文献の図５の様にベルト寄り検知部材の斜面にベルトを乗り上げる形を示しており、端部波うちなどの不具合が予想される。したがって、ベルトが寄ってもローラが横方向に移動することで、ベルト寄り検知部材が不要でベルト端部へのダメージが無い、もしくは少なくする点が必要になる。

さらに特許文献６の発明では、中央付近一点で支えているため、やじろべえと同じで安定性に欠ける。その結果ベルトの挙動が安定しないと考えられ、左右フランジ部の２点で支える等してベルト走行を安定させる必要がある。

本発明は、こうした従来の問題にかんがみてなされたものであり、安定した転写ベルト走行による高画質化、最小限の部材で構成することによる低コスト化、転写ベルトの長寿命化による低ランニングコスト化を達成することを目的とする。

本発明の転写ベルト装置のうち請求項１に係るものは、無端状の転写ベルトを駆動ローラと従動ローラで張架し、該転写ベルト内側に配した少なくとも一つのローラにより像担持体へ前記転写ベルト又は転写材を押し付けてトナー像を転写する手段を有する転写ベルト装置において、前記転写ベルトの搬送方向に対し前記従動ローラを上下左右自在に移動可能に配し、前記転写ベルト走行時の片寄りに応じて前記従動ローラを傾けて前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする。

請求項２に係るものは、無端状の転写ベルトを駆動ローラと従動ローラで張架し、前記駆動ローラと前記従動ローラ間の前記転写ベルト内側に配置された複数のローラにより現像装置の感光体へ前記転写ベルト又は転写材を押し付けてトナー像を転写する手段を有する転写ベルト装置において、前記転写ベルト上面が緩み側となるように該転写ベルトが走行している場合、該転写ベルトの搬送方向に対し前記従動ローラを上下左右自在に一定量移動可能に配置し、前記転写ベルトが右側に片寄ったときは右下がりに前記従動ローラを傾け、前記転写ベルトが左に片寄ったときは左下がりに前記従動ローラを傾けて前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする。

請求項３に係るものは、請求項１または２に記載の転写ベルト装置において、前記従動ローラの両端部に寄り止めフランジを設け、右側のフランジは右下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、左側のフランジは左下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、前記転写ベルトが片寄りフランジに突き当たると前記転写ベルトの片寄り力で前記従動ローラが片寄り方向に動き、前記支持筐体の傾斜で前記従動ローラが傾き、前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする。

請求項４に係るものは、請求項３に記載の転写ベルト装置において、傾斜を持った支持筐体に代えて傾斜を持ったアイドラローラを配置したことを特徴とする。

請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の転写ベルト装置において、前記転写ベルトの片寄り量に対する前記従動ローラの傾き量が一定となるように設定してなることを特徴とする。

請求項６に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の転写ベルト装置において、前記転写ベルトの片寄り量が大きくなるのに応じて前記従動ローラの傾きが大きくなるように傾き量を可変させることを特徴とする。

請求項７に係る画像形成装置は、請求項１から５のいずれかに記載の転写装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、従動ローラを傾けることで、駆動ローラと従動ローラの間で転写ベルトの捩れを発生させ、右下がりに傾けると左側に、左下がりに傾けると右側に転写ベルトが片寄っていくことを利用するため、複雑な構成をとらなくても低コストで転写ベルトの片寄りを補正することが出来る。また、転写ベルトの片寄り力と従動ローラの傾きによる転写ベルト片寄り補正力が釣り合ったところで転写ベルトの片寄りが止まるため、蛇行無く安定して転写ベルトを走行させることが出来る。また、転写ベルト片寄り補正時に転写ベルトの張力は変動させないため、転写ベルトの伸び縮みによる転写ベルト劣化を防止することが出来る。さらに、左右フランジ部の２点で支えているため、ベルト走行は安定する。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１に本発明形態の一つである画像形成装置の全体を示す概念図である。図中１は円筒形のドラム状の感光体であり、一定周速で回転している。感光体１の表面には帯電手段であるブラシ形状の帯電器２が圧接されており、感光体１の回転により従動回転しており、図示しない高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで感光体１は一様に一定の表面電位にマイナス帯電されている。

感光体１は潜像形成手段である露光手段３により画像情報が露光され、静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどでおこなわれる。

図中４は現像手段である１成分接触現像器であり、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、感光体１の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像器４には初期的に１成分トナーが一定量収納される。

図中１０は感光体、帯電器、現像器が一体化されたプロセスユニットである。プロセスユニット１０は並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色で可視像を形成し、各色の可視像が、常時当接される中間転写ベルト１５に順次重ね転写されることでフルカラー画像が形成される。

中間転写ベルト１５は、駆動ローラ２１（後述）、金属製クリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ５（後述）、テンションローラ２０（後述）にて張架されており、図示しない駆動モータにより駆動ローラ２１を介して回転駆動されるようになっている。なおベルト張力としてテンションローラ２０の両側にてバネにより加圧している。

駆動ローラ２１の表面部材としては、ポリウレタンゴム（肉厚０．３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０．０３〜０．１ｍｍ）等が使用されるが、本実施例としては温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラを使用し得る。

１次転写部材である１次転写ローラ５として、導電ブレードや導電スポンジローラ、金属ローラ等が使用されるが、本実施例では金属ローラを用い、感光体１に対して中間転写ベルト１５の移動方向に５〜１０ｍｍ、垂直上方向に０．３〜１ｍｍオフセット配置させた。感光体１に対して１次転写ローラ５に図示しない単独の高圧電源により所定の転写バイアス＋５００〜＋１０００Ｖを共通に印加させることで中間転写ベルト１５を介して転写電界を形成し、感光体１上のトナー画像を中間転写ベルト１５に転移させる。

図中１７はトナーマークセンサ（ＴＭセンサ）であり、正反射型や拡散型センサによってベルト１５上のトナー像濃度、各色位置測定をおこない、画像濃度や色合わせを調整する。

図中３２は中間転写ベルトクリーニングユニットであり、クリーニングブレード３１により中間転写ベルト１５上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングをおこなう。クリーニングブレード材質としては、厚さ１．５〜３ｍｍ、ゴム硬度６５〜８０°のウレタンゴムを使用し、中間転写ベルト１５に対してカウンタ当接させている。掻き取られた転写残トナーは図示しないトナー搬送経路を通り中間転写体用廃トナー収納部３３に収納される。ベルト１５のクリーニングニップ部に該当する部分、あるいはクリーニングブレード３１のエッジ部、の少なくとも一方は、組み付け時に潤滑剤、トナー、ステアリン酸亜鉛等の塗布剤が塗布されており、クリーニングニップ部におけるブレード捲れ上がりを防止するとともに、クリーニングニップ部にダム層を形成しクリーニング性能を高めている。

なお、中間転写ベルト１５を張架している各ローラは、図示しない中間転写ベルトユニット側板によって中間転写ベルト１５の両側より支持されている。

中間転写ベルト１５に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられるが、本実施例では引張弾性率１０００〜２０００ＭＰａのＴＰＥにカーボンブラックを添加した単層構造の構成で厚さ１００〜２００μｍ、幅２３０ｍｍ前後のベルトを用いた。

また中間転写ベルト１５の抵抗としては、２３℃５０％ＲＨの環境にて体積抵抗率１０^８〜１０^１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０^８〜１０^１１Ω／□（共に三菱化学社製ＨｉｒｅｓｔａＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０にて測定、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒）の範囲であることが望ましい。中間転写ベルト１５の体積抵抗率および表面抵抗率が上述した範囲を超えると、中間転写ベルトが帯電するため、作像順の下流へ行くほど、設定電圧値を高く設定するなどの処置が必要となるため１次転写部へ単独の供給電源を使用する事が困難となる。これは転写工程、転写材剥離工程などで発生する放電によって中間転写ベルト１５表面の帯電電位が高くなり、かつ自己放電が困難になるためであり、対策には中間転写ベルト１５の除電手段を設ける必要が生じる。また、体積抵抗率および表面抵抗率が上記範囲を下回ると、帯電電位の減衰が早くなるため自己放電による除電には有利となるが、転写時の電流が面方向に流れるためトナー飛び散りが発生してしまう。従って、本発明における中間転写ベルト１５の体積抵抗率および表面抵抗率は上記範囲内とした。

図中２５は２次転写ローラである。２次転写ローラ２５はＳＵＳ等の金属製芯金上に、導電性材料によって１０^６〜１０^１０Ωの抵抗値に調整されたウレタン等の弾性体を被覆することで構成されている。その材料としては、イオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられるが、本実施例ではΦ２０、アスカーＣ硬度３５〜５０°のウレタンローラを用いた。ここで、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。逆に、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、２次転写ローラ２５の抵抗値が低い為、比較的低電圧で単色画像部を転写するのに十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。

なお、２次転写ローラ２５の抵抗値測定は、導電性の金属製板にローラ２５を設置し、芯金両端部にそれぞれ片側４．９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と前記金属製板との間に１ｋＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。

転写材２２は給紙搬送ローラ２３、レジストローラ２４によって、中間転写ベルト１５表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙され、図示しない高圧電源により所定の転写バイアスを印加することで中間転写ベルト１５上のトナー画像が転写材２２に転移する。転写材２２は２次転写対向ローラ２１の曲率によって中間転写ベルト１５から分離され、転写材２２に転写されたトナー画像は定着手段２６によって定着された後に排紙される。

さらに、本実施例では転写材２２の種類によって定着時のプロセス速度を変更するようにした。具体的には坪量１００ｇ／ｍ^２紙以上の転写材を用いる場合にはプロセス速度を半速となるようにし、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにした。

本発明は、従動ローラを中間転写ベルトの走行方向に対し上下左右（ローラ軸方向と、これと直交する方向）に移動可能に配置し、中間転写ベルト２１５の蛇行方向（片寄り方向）に従動ローラを傾けて中間転写ベルト２１５を捩ることで、中間転写ベルト２１５の蛇行防止するものである。図２、図３は本発明の実施例に係るテンションローラを示す断面図である。これらの図は、図１に示すテンションローラ２０の軸断面を右側正面から見た図であり、テンションローラ２２０はパイプ形状であり、両端部にフランジ状の段差を設けたカラー２２１ａ、２２１ｂが圧入されており、カラー２２１ａ、２２１ｂの回転中心に開けられた穴にシャフト２４０が通され、テンションローラ２２０は円周方向に回転可能であると共に軸方向に移動可能である。シャフト２４０は図示しないアームに保持されると共に、図示しない筐体に前後方向（ベルト張架スプリングによる加圧方向）にスライド及びテンションローラ２２０を上下させる方向に左右独立に回動可能な様に保持されている。カラー２２１ａ、２２１ｂの下側には、左下がりの一定角度の傾斜面をもった筐体２４２ａ、右下がりの一定角度の傾斜を持った筐体２４２ｂが配置され、カラー２２１ａ、２２１ｂが傾斜面に乗り接している。

中間転写ベルト２１５が上面が弛み側となって走行している場合、通常は図２に示す様にテンションローラ２２０は駆動ローラ２１と平行であり、中間転写ベルト２１５は真っ直ぐに走行している。ここで、駆動ローラ２１の摩擦力の左右差、中間転写ベルト２１５の張力の左右差等により中間転写ベルト２１５に左側への寄り力が発生し中間転写ベルト２１５が左側に片寄ると、図３に示す様に中間転写ベルト２１５はカラー２２１ａのフランジ部に当り、テンションローラ２２０は軸方向左右に移動可能に配置されているので片寄り力により左側に移動していく。カラー２２１ａは左下がりの傾斜を持った筐体２４２ａの上に乗っているため、カラー２２１ａの位置は下がり、反対側のカラー２２１ｂは右下がりの傾斜を持った筐体２４２ｂに乗っているため、逆にその位置は上がることになり、テンションローラ２２０は反時計方向に回転する。この時、駆動ローラ２１とテンションローラ２２０は平行でなくなるため、中間転写ベルト２１５を捩ることになり、中間転写ベルト２１５には右側へ戻る力が発生し、テンションローラ２２０が左側に片寄るに連れ回転角度も大きくなり中間転写ベルト２１５の捩れも大きくなり、右側へ戻る力も大きくなっていき、前記の左側への片寄り力と釣り合ったところで中間転写ベルト２１５の片寄りは止まり、その位置で中間転写ベルト２１５の走行は安定する。

中間転写ベルト２１５が右側に片寄って行った場合は上記と逆になる。

ここで、筐体２４２ａ、２４２ｂの傾斜角は、まず、中間転写ベルト２１５のベルト寄り速度から算出したテンションローラ２２０の回転角度を基準として計算で求め、これにテンションローラ２２０の重さ、中間転写ベルト２１５の強度等を考慮し、実験的に求める。又、筐体２４２ａ、２４２ｂの傾斜角は同じでも良いし、どちらかを大きくして戻し力に差をつけてもかまわない。

ここで、傾斜角の求め方について補足する。まず、中間転写ベルト２１５を片寄り方向と逆に戻すためのローラの回転角度を求める。

すなわち、中間転写ベルト２１５の片寄りは、ベルト張架スプリングや、支持アーム、駆動ローラの外径／摩擦係数などのバラツキで発生するので、関連部品で寸法公差の上下限のものを用意して最大の寄り速度を実測する。次に中間転写ベルト２１５のベルト寄り速度、テンションローラの外径、テンションローラへのベルトの巻き角、ベルトの走行速度からベルトの戻し量を計算し、テンションローラの回転角度を求める。例えば、中間転写ベルト２１５のベルト寄り速度が実測０．１ｍｍ／ｓｅｃ、テンションローラの外径φ３０ｍｍ、ベルト巻き角１８０°、ベルト走行速度１００ｍｍ／ｓｅｃの場合、中間転写ベルト２１５がテンションローラへ巻き付いている距離はφ３０×π／２＝４７．１２ｍｍ、中間転写ベルト２１５が１００ｍｍ進む間に中間転写ベルト２１５は０．１ｍｍ寄るので、巻き付き長さでの寄り量は４７．１２×１／１００＝０．０４７ｍｍ、φ３０ｍｍのローラで０．０４７ｍｍの戻し量を得るためにはテンションローラの回転角度はｓｉｎ^−１（０．０４７／３０）＝０．０９°となる。図６はテンションローラの回転角度と戻し量の関係を示した概念図である。

すなわち、テンションローラの回転角度は０．０９°以上としないと、中間転写ベルト２１５は片寄り方向と逆方向に戻らないで片寄り続けることになるので、少なくとも０．０９°以上必要となる。
次に筐体２４２ａ、２４２ｂの傾斜角は、前記の様に求めたテンションローラの回転角度と、テンションローラ両端のカラーと筐体とが接触している点の距離と、テンションローラの軸方向の移動可能距離から求める。例えば、回転角度は０．０９°以上必要であるので２倍の０．１８°、接触点の距離を２３０ｍｍ、ローラの軸方向の移動距離を２ｍｍと仮定すると、接触点の左右の高さの差は最大で２３０ｘｔａｎ（０．１８°）＝０．７２３ｍｍとなり、筐体の傾斜角が左右同じとすると、片側の高さ方向の上下動距離は０．７２３／２＝０．３６１ｍｍとなり、軸方向へ２ｍｍ移動で０．３６１ｍｍ動けばよいので、筐体２４２ａ、２４２ｂの傾斜角はｔａｎ^−１（０．３６１／２）＝１０．２３°となる。

そして、筐体２４２ａ、２４２ｂの傾斜角を一定にすることにより、中間転写ベルト２１５の寄り量に対する戻し量の変化は比較的緩やかになるため、中間転写ベルト２１５の挙動も緩やかになり、蛇行による画像の位置ずれ、ゆがみを小さくすることが出来る。

図４に本発明の実施例２を示す。図４においてカラー２２１ａ、２２１ｂの下側には、左下がりで外側に行くほど傾斜角が大きくなる円弧状の傾斜面をもった筐体４４２ａ、右下がりで外側に行くほど傾斜角が大きくなる円弧状の傾斜を持った筐体４４２ｂが配置され、カラー２２１ａ、２２１ｂが傾斜面上に乗り接している。

このような構成において、中間転写ベルト２１５に大きな寄り力が発生した場合、筐体４４２ａ、４４２ｂは外側に行くほど傾斜角を大きくしているので、テンションローラ２２０の移動量が少なくても、中間転写ベルト２１５の戻し力を大きくすることが出来る。

ここで、筐体４４２ａ、４４２ｂの傾斜角を大きく一定にしておけばよいと考えられるが、寄り力が小さい場合でも中間転写ベルト２２１の挙動が大きくなり、蛇行による画像の位置ずれ、ゆがみが大きくなるため好ましくない。

図５に本発明の実施例３を示す。図５において、カラー２２１ａ、２２１ｂの下側には、左下がりの傾斜を持ったアイドラローラ５４２ａ、右下がりの傾斜角を持ったアイドラローラ５４２ｂが配置され、カラー２２１ａ、２２１ｂがアイドラローラ５４２ａ、５４２ｂの上側頂点に乗り接している。アイドラローラ５４２ａ、５４２ｂは支持筐体５４３ａ、５４３ｂに軸５４４ａ、５４４ｂで回転可能に保持され、支持筐体５４３ａ、５４３ｂはシャフト２４０に対しテンションローラ２２０の前後の移動には追従するが、上下方向の移動は拘束しない。

このような構成では、テンションローラ２２０に追従してアイドラローラ５４２ａ、５４２ｂが回転するから、傾斜を持った筐体でテンションローラ２２０を支えるより回転負荷が小さくなり、片寄り補正時もテンションローラ２２０の回転変動を小さくすることが出来、中間転写ベルト２１５を安定して走行させることが出来る。

すなわち、無端状の転写ベルトを駆動ローラと従動ローラで張架し、駆動ローラと前記従動ローラ間の転写ベルト内側に配置された複数のローラにより現像装置の感光体へ転写ベルト又は転写材を押し付けてトナー像を転写する手段を有する転写ベルト装置において、転写ベルト上面が緩み側となるように転写ベルトが走行している場合、転写ベルトの走行方向に対し従動ローラを上下左右自在に一定量移動可能に配置し、転写ベルトが右側に片寄ったときは右下がりに従動ローラを傾け、転写ベルトが左に片寄ったときは左下がりに従動ローラを傾けて転写ベルトの片寄りを補正する。従動ローラを傾けることで、駆動ローラと従動ローラの間で転写ベルトの捩れを発生させ、右下がりに傾けると左側に、左下がりに傾けると右側に転写ベルトが片寄っていくことを利用するため、複雑な構成をとらなくても低コストで転写ベルトの片寄りを補正できる。また、転写ベルトの片寄り力と従動ローラの傾きによる転写ベルト片寄り補正力が釣り合ったところで転写ベルトの片寄りが止まるため、蛇行無く安定して転写ベルトを走行させることができる。また、転写ベルト片寄り補正時に転写ベルトの張力は変動させないため、転写ベルトの伸び縮みによる転写ベルト劣化を防止することができる。そして、左右フランジ部の２点で支えているため、ベルト走行は安定する。

従動ローラ両端部に寄り止めフランジを設け、右側のフランジは右下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、左側のフランジは左下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、転写ベルトが片寄りフランジに突き当たると転写ベルトの片寄り力で従動ローラが片寄り方向に動き、支持筐体の傾斜で従動ローラが傾き、転写ベルトの片寄りを補正することで、転写ベルトの片寄り力を利用して転写ベルトの片寄りを検知できるため、検知センサやスイッチ等を使うことなく低コストで転写ベルト片寄りを検知し、転写ベルト片寄りを補正することができる。

また、傾斜を持った支持筐体の変わりに傾斜を持ったアイドラローラを配置したことで、従動ローラの回転負荷及び負荷変動を小さくすることができるため、転写ベルトの片寄り補正時に転写ベルトを安定して走行させ得る。

さらに、ベルトの片寄り量に対する従動ローラの傾き量が一定となるように設定したことで、ベルトの片寄り力に対する片寄り補正力の増加量が一定となるため、転写ベルトの挙動が緩やかになり、転写ベルトの片寄り補正時の転写ベルト蛇行による画像の位置ずれ、ゆがみを小さくできる。

さらに、ベルト寄り量が大きくなるのに応じて従動ローラの傾きが大きくなるように傾き量を可変させることで、大きなベルト片寄り力が働いた場合でも、小さい従動ローラの移動量で転写ベルトの片寄りを補正することができ、そのために省スペースで転写ベルト装置を構成できる。

本発明形態の一つである画像形成装置の全体を示す概念図 本発明の実施例に係るテンションローラを示す断面図 本発明の実施例に係るテンションローラを示す断面図 本発明の実施例２を示す断面図 本発明の実施例３を示す断面図 傾斜角と戻し量の関係を示した概念図

符号の説明

１：感光体
２：帯電器
３：露光手段
４：現像手段
５：１次転写ローラ
１０：プロセスユニット
１５：中間転写ベルト
１６：金属製クリーニング対向ローラ
１７：トナーマークセンサ（ＴＭセンサ）
２０：テンションローラ
２１：駆動ローラ
２２：転写材
２３：給紙搬送ローラ
２４：レジストローラ
２５：２次転写ローラ
２６：定着手段
３１：クリーニングブレード
３２：中間転写ベルトクリーニングユニット
３３：中間転写体用廃トナー収納部
２１５：中間転写ベルト
２２０：テンションローラ
２２１ａ、２２１ｂ：カラー
２４０：シャフト
２４２ａ、２４２ｂ：筐体
５４２ａ、５４２ｂ：アイドラローラ
５４３ａ、５４３ｂ：支持筐体
５４４ａ、５４４ｂ：軸

Claims (7)

1. 無端状の転写ベルトを駆動ローラと従動ローラで張架し、該転写ベルト内側に配した少なくとも一つのローラにより像担持体へ前記転写ベルト又は転写材を押し付けてトナー像を転写する手段を有する転写ベルト装置において、
   前記転写ベルトの走行方向に対し前記従動ローラを上下左右自在に移動可能に配し、
   前記転写ベルト走行時の片寄りに応じて前記従動ローラを傾けて前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする転写ベルト装置。
2. 無端状の転写ベルトを駆動ローラと従動ローラで張架し、前記駆動ローラと前記従動ローラ間の前記転写ベルト内側に配置された複数のローラにより現像装置の感光体へ前記転写ベルト又は転写材を押し付けてトナー像を転写する手段を有する転写ベルト装置において、
   前記転写ベルト上面が緩み側となるように該転写ベルトが走行している場合、該転写ベルトの走行方向に対し前記従動ローラを上下左右自在に一定量移動可能に配置し、
   前記転写ベルトが右側に片寄ったときは右下がりに前記従動ローラを傾け、前記転写ベルトが左に片寄ったときは左下がりに前記従動ローラを傾けて前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする転写ベルト装置。
3. 請求項１または２に記載の転写ベルト装置において、前記従動ローラの両端部に寄り止めフランジを設け、右側のフランジは右下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、左側のフランジは左下がりの傾斜を持った支持筐体に乗せ、前記転写ベルトが片寄りフランジに突き当たると前記転写ベルトの片寄り力で前記従動ローラが片寄り方向に動き、前記支持筐体の傾斜で前記従動ローラが傾き、前記転写ベルトの片寄りを補正することを特徴とする転写ベルト装置。
4. 請求項３に記載の転写ベルト装置において、傾斜を持った支持筐体に代えて傾斜を持ったアイドラローラを配置したことを特徴とする転写ベルト装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の転写ベルト装置において、前記転写ベルトの片寄り量に対する前記従動ローラの傾き量が一定となるように設定してなることを特徴とする転写ベルト装置。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の転写ベルト装置において、前記転写ベルトの片寄り量が大きくなるのに応じて前記従動ローラの傾きが大きくなるように傾き量を可変させることを特徴とする転写ベルト装置。
7. 請求項１から５のいずれかに記載の転写装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。