JP2016206420A - ベルト搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの幅方向の端部における規制部と規制ガイドとの接触を利用してベルトの寄りを規制する構成において、ベルトの波打ちを抑制することのできるベルト搬送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】幅方向における両端部に規制ガイド２０ａ、２０ｂがそれぞれ設けられた無端状のベルト１０６と、駆動ローラ１１とテンションローラ１２とを含む複数のローラと、を有するベルト搬送装置１は、駆動ローラ１１の回転軸線方向の両端部に、規制ガイド２０ａ、２０ｂと接触可能であり、駆動ローラ１１の回転軸線方向の中央側から端部側に向かって縮径するテーパ形状を有する規制部２０ａ、２０ｂがそれぞれ設けられ、ベルト１０６の走行中に、テンションローラ１２は規制ガイド２０ａ、２０ｂと接触しない構成とされる。【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置などで用いられるベルト搬送装置、及びその画像形成装置に関するものである。

従来、例えば電子写真方式や静電記録方式を利用した画像形成装置では、複数の支持ローラによって内周面側から支持された無端状のベルト（以下、単に「ベルト」ともいう。）を備えたベルト搬送装置が用いられる。ベルトは、トナー像を担持して搬送したり、トナー像が形成される転写材を担持して搬送したりする搬送体として用いられる。トナー像を担持して搬送する搬送体としては、ベルト状の電子写真感光体（感光体ベルト）、感光体から転写されたトナー像を転写材に転写するために担持して搬送する中間転写体（中間転写ベルト）などがある。また、トナー像が形成される転写材を担持して搬送する搬送体としては、感光体からトナー像が転写される転写材を担持して搬送する転写材搬送体（転写材搬送ベルト）などがある。

このようなベルト搬送装置では、ベルトの駆動時に発生するベルトの寄り（片寄り）を規制することが望まれる。ここで言う、ベルトの寄りとは、ベルトの搬送方向と略直交する幅方向へのベルトの移動のことである。

このベルトの寄りを規制するために、次のような構成が知られている。ベルトの内周面に規制ガイドとしてのリブを設け、ベルトを支持する複数のローラのうちの少なくとも一つを、そのリブの内側面と当接可能な規制ローラとする。この構成では、リブの内側面が規制ローラの端面に突き当たることで、ベルトの寄りが規制される。

特に、特許文献１は、規制ローラの回転軸線方向の両端部に、規制部としてテーパ面を設けることを開示する。この構成では、ベルトが規制ローラに巻きついていく過程で、リブの内側面がテーパ面上を規制ローラの回転中心方向に滑る。このとき、リブとテーパ面との接触は、リブのエッジとテーパ面との線接触となり、容易に滑ることが可能となるため、規制ローラのベルトの内周面と接触する部分（ベルト張架部）にリブが乗り上げにくい。しかし、この構成では、常時リブとテーパ面とが滑りながら長時間にわたりベルトが駆動されると、リブ又はテーパ面の少なくとも一方の性状が変化し、摩擦力の上昇を招くことがある。すると、規制ローラのベルト張架部へのリブの乗り上げが発生することがある。

これに対して、特許文献２は、次のような構成を開示している。ベルトを内周面側から外周面側に向けて付勢してベルトにテンションを付与するテンションローラの両端部に、角度を緩く設定したテーパ面を設ける。そして、このテーパ面にリブを乗り上げさせて、テンションローラを傾斜させることによってベルトの片寄りを戻す。この構成では、リブの内側面がテーパ面上を滑ることが抑制されるため、上記性状変化による摩擦力の上昇が抑制され、ベルトの長時間にわたる駆動によるテンションローラのベルト張架部へのリブの乗り上げのリスクが減少する。

実開昭６３−７６８６７号公報 特開平５−３０３３１４号公報

しかしながら、テンションローラの回転軸線方向の両端部にテーパ面を設けてベルトの寄りを規制する構成では、以下のような問題があった。

テンションローラは、通常、ベルトの幅方向の両端部がそれぞれ付勢手段としてのバネなどによって付勢されることで、ベルトの幅方向において均一に付勢される。したがって、ベルトの幅方向の一方の端部側のリブがテーパ面に乗り上げたとき、その乗り上げた側のテンションローラの端部がベルトの外周面側から内周面側に向けて移動して、テンションローラが傾斜する。この傾斜を利用してベルトの寄りが戻されるが、それと同時にこの傾斜によってテンションローラとベルトとの密着性が弱まり、ベルトの幅方向における上記乗り上げた側ではベルトのテンションローラからの浮きが発生することがある。すると、テンションローラによるベルトの保持力が弱まることで、ベルトの走行面に波打ちが発生することがある。

ベルトは、上述のように、その上に転写されたトナー像を担持して搬送し転写材に転写するための中間転写ベルトや、転写材を担持して搬送しながら転写材にトナー像を転写するための転写搬送ベルトなどとして用いられる。そして、例えば、トナー像をベルトへ転写する工程、あるいはベルト上に担持された転写材にトナー像を転写する工程においてベルトが波打っていると、その部分で転写抜けなどの画像不良が発生することがある。ベルトが感光体ベルトとして用いられる場合も、上記波打ちが生じると、転写材などの被転写体へのトナー像の転写工程などにおいて、上記同様の問題が発生することがある。

したがって、本発明の目的は、ベルトの幅方向の端部における規制部と規制ガイドとの接触を利用してベルトの寄りを規制する構成において、ベルトの波打ちを抑制することのできるベルト搬送装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係るベルト搬送装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、無端状のベルトであって、前記ベルトの幅方向における両端部に、前記ベルトの内周面から突出して前記ベルトの周方向に沿って延びる規制ガイドがそれぞれ設けられた無端状のベルトと、前記ベルトを内周面側から支持する回転可能な複数のローラであって、固定位置に配置された回転軸線の周りを回転し前記ベルトを駆動する駆動ローラと、揺動可能な回転軸線の周りを回転し前記ベルトを内周面側から外周面側に向けて付勢するテンションローラと、を含む複数のローラと、を有するベルト搬送装置において、前記駆動ローラの回転軸線方向の両端部に、前記規制ガイドと接触可能であり、前記駆動ローラの回転軸線方向の中央側から端部側に向かって縮径するテーパ形状を有する規制部がそれぞれ設けられ、前記ベルトの走行中に、前記テンションローラは前記規制ガイドと接触しないことを特徴とするベルト搬送装置である。

本発明の他の態様によると、トナー像を形成するトナー像形成手段と、上記本発明のベルト搬送装置であって、前記ベルトが、前記トナー像形成手段により形成されたトナー像を担持して搬送するか又は前記トナー像形成手段によりトナー像が形成される転写材を担持して搬送する搬送体であるベルト搬送装置と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、ベルトの幅方向の端部における規制部と規制ガイドとの接触を利用してベルトの寄りを規制する構成において、ベルトの波打ちを抑制することができる。

実施例１に係る画像形成装置の概略断面図である。 実施例１に係る中間転写体ユニットの概略断面図である。 実施例１に係る中間転写ベルトの駆動ローラの周囲の模式的な断面図である。 実施例１に係るシミュレーションモデルの斜視図である。 実施例１に係るシミュレーションモデルの計算結果を示す断面図である。 実施例１に係るシミュレーションモデルの計算結果を示す説明図である。 実施例１に係るメカニズムを説明するための模式図である。 従来例に係るシミュレーションモデルの斜視図である。 従来例に係るシミュレーションモデルにおける波打ちの発生状況の計算結果を示す斜視図である。 実施例１に係るシミュレーションモデルにおける波打ちの発生状況の計算結果を示す斜視図である。 従来例と実施例１とでの波打ちの状態を示すグラフ図である。 従来例と実施例１とでのベルトとローラとの接触状況を示すシミュレーションモデルの計算結果を示す説明図である。 実施例２に係る駆動ローラの端部周辺の模式的な断面図である。

以下、本発明に係るベルト搬送装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真方式を利用してフルカラー画像の形成が可能な、中間転写方式を採用したタンデム型のカラーデジタルプリンタである。

画像形成装置１００は、複数の画像形成部（ステーション）として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、現像工程で使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素について総括的に説明する。

画像形成部Ｓは、像担持体としての回転可能なドラム型の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１０１を有する。感光ドラム１０１は、図１中の矢印Ｘ方向に回転駆動される。感光ドラム１０１の周囲には、その回転方向に沿って順に、次の各機器が配置されている。まず、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ１０２が配置されている。次に、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ）１０３が配置されている。次に、現像手段としての現像装置１０４が配置されている。次に、一次転写手段としてのローラ型の一次転写部材である一次転写ローラ１０５が配置されている。次に、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーナ１０７が配置されている。

回転する感光ドラム１０１の表面は、帯電ローラ１０２によって略一様な電荷に帯電させられる。帯電した感光ドラム１０１の表面は、露光装置１０３によって走査露光される。露光装置１０３には、各画像形成部Ｓに対応する色成分の画像信号が入力され、露光装置１０３はこの画像信号に応じて感光ドラム１０１の表面にレーザ光を照射し、電荷を中和して、静電潜像（静電像）を形成する。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０４によって、各画像形成部Ｓに対応する色のトナーでトナー像として現像される。

各感光ドラム１０１に対向するように、後述する中間転写体ユニット１が備える、無端状のベルトで構成された中間転写体としての中間転写ベルト１０６が配置されている。中間転写ベルト１０６は、図１中の矢印Ｚ方向に回転駆動（搬送）される。上述の各一次転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１０６を介して各感光ドラム１０１に対向して配置されている。各感光ドラム１０１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ１０５の作用によって、回転する中間転写ベルト１０６上に静電的に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像形成時には、各感光ドラム１０１上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、順次に重ね合わせるにようにして中間転写ベルト１０６上に転写される。これにより、中間転写ベルト１０６上にフルカラー画像用のトナー像が形成される。一次転写工程後に感光ドラム１０１上に残留したトナー（一次転写残トナー）は、ドラムクリーナ１０７によって感光ドラム１０１上から除去されて回収される。

一方、転写材カセット１１１ａ、１１１ｂ、手差し給送部１１３のいずれかから給送された記録紙などの転写材（シート）１１２は、搬送ローラ１１４によってレジストローラ１１５に向けて搬送される。停止状態のレジストローラ１１５に転写材１１２の先端が突き当たり、ループを形成した後、中間転写ベルト１０６上のトナー像と同期してレジストローラ１１５の回転が開始される。そして、中間転写ベルト１０６上のトナー像は、二次転写手段としてのローラ型の二次転写部材である二次転写ローラ（二次転写外側ローラ）１０９の作用によって、転写材１１２上に静電的に転写（二次転写）される。二次転写工程後に中間転写ベルト１０６上に残留したトナー（二次転写残トナー）は、後述する中間転写体ユニット１が備える、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ１０８によって中間転写ベルト１０６上から除去されて回収される。

トナー像が転写された転写材１１２は、定着手段としての定着装置１１０によって加熱及び加圧されて、その上にトナー像が定着される。その後、転写材１１２は排出部１１６ａ、１１６ｂのいずれかから画像形成装置１００の装置本体１２０の外部へと排出される。

本実施例では、各画像形成部Ｓの感光ドラム１０１、帯電ローラ１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、一次転写ローラ５などによって、中間転写ベルト１０６上にトナー像を形成するトナー像形成手段が構成される。

２．中間転写体ユニット
図２は、本実施例におけるベルト搬送装置としての中間転写体ユニット１の概略断面図である。本実施例では、中間転写体ユニット１は、画像形成装置１００の装置本体１２０に対して着脱可能とされている。

中間転写体ユニット１は、支持体としての支持フレーム１０を有する。支持フレーム１０は、中間転写ベルト１０６を内周面側から支持する複数のローラ（支持ローラ）としての駆動ローラ１１、テンションローラ１２及び二次転写対向ローラ（二次転写内側ローラ）１３を支持する。そして、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト１０６が、これらのローラ間に捲回されている。中間転写ベルト１０６は、トナー像を担持して搬送する搬送体の一例である。

詳しくは後述するように、駆動ローラ１１は、軸受を介して支持フレーム１０によって、固定位置に配置された回転軸線の周りを回転可能なように支持されている。二次転写ローラ１３も、軸受を介して支持フレーム１０によって固定位置で回転可能なように支持されている。一方、テンションローラ１２は、軸受を介して支持フレーム１０によって、揺動可能な回転軸線の周りを回転可能なように支持されている。テンションローラ１２は、回転軸線方向の両端部の軸受が付勢手段としてのバネ１５（図１）によって付勢される。バネ１５は、テンションローラ１２の回転軸線方向の両端部において、テンションローラ１２をベルト１０６の内周面側から外周面側に向けて付勢する。これにより、テンションローラ１２は、中間転写ベルト１０６を内周面側から外周面側に向けて付勢し、中間転写ベルト１０６に所定のテンション（張力）を付与する。テンションローラ１２は、回転軸線方向の両端部の軸受がそれぞれ移動することで、その回転軸線が揺動可能とされている。

また、各一次転写ローラ１０５が、軸受を介して支持フレーム１０によって回転可能なように支持されている。各一次転写ローラ１０５は、その軸受が付勢手段としてのバネ１４によって付勢されることで、中間転写ベルト１０６の内周面に押し当たるよう付勢される。

中間転写体ユニット１が画像形成装置１００の装置本体１２０に装着されると、駆動ローラ１１の回転軸線方向の一方の端部に結合された被駆動ギヤ１１ｃ（図３）が、装置本体１２０側に設けられた駆動系と連結される。そして、駆動ローラ１１は、図２中の矢印Ａ方向へ回転駆動される。駆動ローラ１１が回転すると、中間転写ベルト１０６は回転摩擦力で走行（回転）させられる。テンションローラ１２、二次転写対向ローラ１３は、中間転写ベルト１０６が走行することで従動して回転する。

また、中間転写体ユニット１が画像形成装置１００の装置本体１２０に装着されると、各一次転写ローラ１０５が中間転写ベルト１０６を挟んで感光ドラム１０１に対して加圧当接させられる。これにより、各感光ドラム１０１と中間転写ベルト１０６とが接触する一次転写部Ｔ１（図１）が形成される。そして、各一次転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１０６が走行することで従動して回転する。また、中間転写体ユニット１が画像形成装置１００の装置本体１２０に装着されると、二次転写ローラ１０９が中間転写ベルト１０６を挟んで二次転写対向ローラ１３に対して加圧当接させられる。これにより、中間転写ベルト１０６と二次転写ローラ１０９とが接触する二次転写部Ｔ２（図１）が形成される。

３．ベルトの寄りの規制
次に、本実施例における中間転写ベルト（以下、単に「ベルト」ともいう。）１０６の寄りの規制について説明する。

３−１．構成
本実施例では、駆動ローラ１１は、ベルト１０６の寄りを規制する規制ローラとしての機能を兼ね備える。図３は、図２における断面Ｂ−Ｂにおける駆動ローラ１１の周辺の構成をより詳細に示す断面図である。

ベルト１０６には、その幅方向における両端部の内周面に、ベルトの寄りを規制するための規制ガイドとしてのリブ２０ａ、２０ｂが設けられている。リブ２０ａ、２０ｂは、ベルト１０６の内周面から突出して、ベルト１０６の周方向に沿って本実施例ではベルト１０６の全周にわたり延びている。リブ２０ａ、２０ｂは、ゴムやプラスチックなどの軟質材からできており、柔軟性や伸縮性を有する。リブ２０ａ、２０ｂは、ベルト１０６の内周面に接着剤や両面テープなどによって貼り付けられている。本実施例では、リブ２０ａ、２０ｂは、ベルト１０６の外周面に沿う内周面２０ｄと、ベルト１０６の外周面に対する垂線に沿う側面２０ｅ、２０ｅとを有する。つまり、リブ２０ａ、２０ｂは、外力によって変形させられていない場合（無負荷時）に、ベルト１０６の幅方向に沿う断面形状が矩形である。リブ２０ａ、２０ｂの内周面２０ｄと対向する面が、ベルト１０６の内周面に固定されている。

ベルト１０６の寄りの規制に係る駆動ローラ１１の端部近傍の構成は、ベルト１０６の幅方向の略中央に対して略線対称とされている。駆動ローラ１１は、回転軸線方向の両端部において、軸受２１を介して支持フレーム１０の側部１０ａに回転可能に支持されている。駆動ローラ１１の回転軸線方向の一方の端部には、被駆動ギヤ１１ｃが結合されている。この被駆動ギヤ１１ｃに装置本体１２０側に設けられた駆動ギヤ２２が係合して、装置本体１２０側に設けられた駆動源から駆動ローラ１１に駆動が伝達される。そして、駆動ローラ１１の回転軸線方向の両端部には、リブ２０ａ、２０ｂのそれぞれと接触可能であり、駆動ローラ１１の回転軸線方向の中央側から端部側に向かって縮径するテーパ形状とされた規制部（テーパ面）１１ａ、１１ｂがそれぞれ設けられている。また、本実施例では、規制部１１ａ、１１ｂの最大外径は、駆動ローラ１１のベルト１０６の内周面と接触する部分（ベルト張架部）１１ｄの外径と略同一とされている。本実施例では、規制部１１ａ、１１ｂは、駆動ローラ１１と同軸で一体的に回転する。なお、規制部１１ａ、１１ｂは、駆動ローラ１１とは別部材（規制部材）とされて、駆動ローラ１１とは独立して回転可能とされていてもよい。

ベルト１０６の走行中に、例えば図３中の矢印Ｃ方向（左側に向かう方向）にベルト１０６が寄った場合、図３中の右側のリブ２０ａのエッジ（ベルト１０６の幅方向中央側）２０ｃ及び内周面２０ｄと、規制部１１ａと、が接触する。これにより、ベルト１０６の幅方向の移動が停止させられ、ベルト１０６の寄りが規制される。このように、リブ２０ａ、２０ｂは、ベルト１０６の外周面に対する垂線と交差する面である内周面２０ｄが、規制部１１ａ、１１ｂと接触する。これは、詳しくは後述するように、規制部１１ａ、１１ｂが駆動ローラ１１に設けられ、別途テンションローラ１２によってベルト１０６にテンションが付与されていることによる。

また、ベルト１０６の走行中に、ベルト１０６を支持する複数のローラのうち駆動ローラ１１以外のローラは、リブ２０ａ、２０ｂと接触しないようになっている。つまり、上記駆動ローラ１１以外のローラである、回転軸線が揺動可能なテンションローラ１２は、リブ２０ａ、２０ｂと接触しないようになっている。これは、上記駆動ローラ１１以外のローラの回転軸線方向の長さを、駆動ローラ１１の規制部１１ａ、１１ｂ以外の部分の回転軸線方向の長さ以下にするなどして達成することができる。

また、本実施例では、規制部（テーパ面）１１ａ、１１ｂに形成された傾斜の所定の角度Ｄ（駆動ローラ１１のベルト１０６の内周面と接触する部分（ベルト張架部）１１ｄの延長線と規制部１１ａ、１１ｂの表面とのなす角度）は１５°とした。この角度Ｄは、限定されるものではないが、詳しくは後述する機序によりベルト１０６の寄りを規制するためには、１０°以上、３０°以下が好ましく、２０°以下がより好ましい。この角度Ｄが上記範囲よりも小さい場合、ベルト１０６の寄りを規制する作用が発揮されにくくなる。また、この角度が上記範囲よりも大きい場合、リブ２０ａ、２０ｂが側面で規制部１１ａ、１１ｂに接触して規制部１１ａ、１１ｂ上を滑るようになる。その結果、リブ２０ａ、２０ｂ又は規制部１１ａ、１１ｂのいずれか一方の性状変化による摩擦力の上昇などにより、リブ２０ａ、２０ｂが駆動ローラ１１のベルト張架部１１ｄに乗り上げるリスクが高くなる。

このように、本実施例では、規制部１１ａ、１１ｂが駆動ローラ１１に設けられ、この規制部１１ａ、１１ｂにリブ２０ａ、２０ｂが乗り上げることで、ベルト１０６の寄りが規制され、ベルト１０６の幅方向の走行位置が自動調芯される。この構成では、リブ２０ａ、１０ｂが規制部１１ｂ、１１ｂに乗り上げても、ベルト１０６の駆動ローラ１１からの浮きは抑制され、ベルト１０６の波打ちが抑制される。したがって、前述のような転写抜けなどの画像不良の発生も抑制される。また、本実施例では、ベルト１０６が寄ると、リブ２０ａ、２０ｂの内周面２０ｄが規制部１１ａ、１１ｂに接触し、これに対抗して接触を解消しようとする逆方向の寄り力が発生して、ベルト１０６の片寄りが戻される。そのため、リブ２０ａ、２０ｂの側面（エッジ）をテーパ面に接触させてベルト１０６の寄りを規制する構成と比較して、リブ２０ａ、２０ｂの摩耗が少ない。したがって、ベルト１０６の長期間にわたる駆動による、駆動ローラ１１のベルト張架部１１ｄへのリブ２０ａ、２０ｂの乗り上げのリスクが減少する。本実施例におけるベルト１０６の寄りを規制するメカニズムや効果については、後述して更に詳しく説明する。

３−２．メカニズム
次に、本実施例におけるベルト１０６の寄りを規制する作用を示すシミュレーション実験について説明する。シミュレーション実験は、汎用非線形構造解析ソフトであるＡｂａｑｕｓを使用して行った。

図４は、シミュレーション実験用のモデルを示す。このモデルは、計算時間短縮化のため小型化、単純化されている。ベルト１０６は、駆動ローラ１１及びテンションローラ１２によって張架される。テンションローラ１２は、その回転軸線方向の両端部がバネ（不図示）で図４中の矢印Ｅ方向に付勢され、駆動ローラ１１とベルト１０６との接触部に所定の接触力を付与する。このとき、リブ２０ａ、２０ｂは、図３に示す配置と同様になっている。すなわち、図４中の奥側のリブ２０ａは、規制部１１ａにその内周面２０ｄが接触し乗り上げた状態になっている。一方、図４中の手前側のリブ２０ｂは、規制部１１ｂに接触していない。この状態で、駆動ローラ１１を図４中の矢印Ｆ方向に回転させる。

図５は、図３と同様の断面におけるリブ２０ａの近傍の計算結果である。図５（ａ）は駆動ローラ１１の回転前、図５（ｂ）は所定の距離だけ回転させた後の状態を示す。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、リブ２０ａの内周面２０ｄは、テンションローラ１２による付勢力によって規制部１１ａに押し付けられ面接触をしている。そして、図５（ｂ）に示すように、駆動ローラ１１を所定距離だけ回転させた後には、ベルト１０６は矢印Ｒ方向に移動している。すなわち、ベルト１０６はリブ２０ａの規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向に移動し、ベルト１０６の片寄りが戻されていることがわかる。このようにしてベルト１０６の寄りを規制するメカニズムを以下に説明する。

図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、それぞれ図５と同じ方向から見たベルト１０６の形状を示している。図６（ａ）はベルト１０６の回転前を示し、図６（ｃ）、（ｅ）はそれぞれこの順番でベルト１０６の回転中の経時変化を示す。図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は、それぞれ矢印Ｇ方向に１００倍の倍率で表示しており、右側がベルト１０６の幅方向におけるリブ２０ａが規制部１１ｂに乗り上げている端部側である。図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）における点Ｐは、ベルト１０６の有限要素モデルの特定の節点であり、その位置は図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の順番でベルト１０６の回転とともに移動している。また、図６（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれ図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に対応する右視図であり、図６（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）には、ベルト１０６、駆動ローラ１１、及びベルト１０６上の節点Ｐの位置を示している。図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）では、ベルト１０６は有限要素モデルを格子状に表示している。そのため、駆動ローラ１１に巻き付くベルト１０６の走行方向（矢印Ｆ方向）において下流側（視線方向手前側（図６（ｂ）の矢印Ｈ側））のみならず、上流側（視線方向奥側（図６（ｂ）の矢印Ｉ側）の形状も表示されている。

図６（ａ）においては、下流側及び上流側の両者の格子がほぼ重なっている（下流側及び上流側の格子が同一の形状になっている）ことがわかる。このとき、節点Ｐは、図６（ｂ）に示すように、ベルト１０６が巻き付いた駆動ローラ１１の上流側にある。

図６（ｃ）に示すように、ベルト１０６が矢印Ｆ方向に回転を開始すると、節点Ｐが移動する。それと同時に、回転前に一致していた上流側の格子と下流側の格子との間で、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとにズレが生じる。

図６（ｅ）に示すように、更にベルト１０６の回転が進んで節点Ｐが下流側に移動した状態では、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとズレが増大する。

図６（ａ）における節点Ｐの位置に垂線Ｌをひいてズレの様子を観察する。図６（ｃ）、（ｅ）に示すように、上流側の周方向ライン１０６ａのベルト１０６の走行方向における上流部１０６ｃが、リブ２０ａの規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向（右側）に移動する。一方、下流側の周方向ライン１０６ｂのベルト１０６の走行方向における下流部１０６ｄが、上流側の周方向ライン１０６ａの上流部１０６ｃの移動方向とは反対側に移動する。これにより、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとの間にズレ角Ｊが形成される。また、同時に、節点Ｐは元の位置から右側にずれる。また、周方向ライン１０６ａ、１０６ｂの全体も同様に右側に移動する。これにより、ベルト１０６の全体が矢印Ｒ方向（右側）、すなわち、リブ２０の規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向に寄り始める。そして、図６（ｅ）に示す状態以降の状態を計算すると、しばらく図６（ｅ）に示すズレ角Ｊを保ちながらベルト１０６が矢印Ｒ方向に寄り、その後ズレ角Ｊが再び減少してこれに応じてベルト１０６の矢印Ｒ方向への寄り量も減少する。

図７を用いて、ズレ角Ｊとベルト１０６の寄り量及び寄り方向との対応について説明する。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の簡略図である。

図７（ａ）では、上流側（視線方向奥側）の周方向ライン１０６ａと、下流側（視線方向手前側）の周方向ライン１０６ｂとが重なっており、ズレ角Ｊが零の状態である。今、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとがベルト１０６の回転によってもその傾きを保持すると仮定する。そして、上流側の周方向ライン１０６ａ上の点ＰＵ及び下流側の周方向ライン１０６ｂの頂部（巻き付き角度範囲の略半分の角度位置）の点ＰＬが、駆動ローラ１１の回転によってどう移動するかを考える。ベルト１０６が駆動ローラ１１と滑らないと仮定すると、駆動ローラ１１の回転によって点ＰＵはＰＵ’に、点ＰＬはＰＬ’に移動する。これに伴って上流側の周方向ライン１０６ａ、下流側の周方向ライン１０６ｂが移動すると仮定すると、これらの周方向ライン１０６ａ、１０６ｂは、それぞれ周方向ライン１０６ａ’、１０６ｂ’に移動することになる。上流側の周方向ライン１０６ａ、下流側の周方向ライン１０６ｂの仮定の移動量をそれぞれｍ、ｎとする。上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとの傾きが同一の場合、上流側の周方向ライン１０６ａ、下流側の周方向ライン１０６ｂの仮定の移動量ｍ、ｎの関係は、ｍ＝ｎである。また、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとの移動方向は互いに反対方向になる。実際は、周方向ラインはベルト１０６の駆動ローラ１１への巻き付きの頂部（点ＰＬの位置）で一致するので、点ＰＵ、点ＰＬは駆動ローラ１１上を滑る。そして、右方向を正とすると、ベルト１０６の寄り量は、ｍ−ｎ＝ｍ−ｍ＝０で、ベルト１０６はその位置に留まる。

図７（ｂ）に示すように、下流側の周方向ライン１０６ｂが図７（ａ）と同位置にあり、上流側の周方向ライン１０６ａが図７（ａ）よりも右側にずれてズレ角Ｊが形成されているものとする。この場合、上流側の周方向ライン１０６ａ、下流側の周方向ライン１０６ｂのそれぞれの仮定の移動量ｍ、ｎの関係は、ｍ＞ｎである。また、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとの移動方向は逆方向になる。したがって、ベルト１０６の寄り量は、ｍ−ｎ＞０となって、ベルト１０６は右側に寄る。

さらに、図７（ｃ）のように、下流側の周方向ライン１０６ｂが上流側の周方向ライン１０６ａとは反対側に傾いた場合について見る。この場合、ｎは正、すなわち、下流側の周方向ライン１０ｂの移動方向が右方向（上流側の周方向ライン１０６ａの移動方向と順方向）になる。したがって、ベルト１０６の寄り量は、ｍ＋ｎ＞ｍ−ｎ＞０となって、ベルト１０６は図７（ｂ）より大きく右側に寄り、ズレ角Ｊも図７（ｂ）より大きくなる。

以上より、ベルト１０６は、駆動ローラ１１に巻き付くベルト１０６の走行方向における上流側の周方向ラインと下流側の周方向ラインとにズレ角があるとき、そのズレ角に応じた寄り量で、上流側の周方向ラインのズレ方向に寄る、ということがわかる。

次に、リブ２０ａの規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向にベルト１０６が寄る理由について説明する。図５（ｃ）は、リブ２０ａに作用する力の方向を示す図である。規制部（テーパ面）１１ａの傾斜の角度をθとする。

リブ２０ａの規制部１１ａと面接触している箇所である内周面２０ｄには、ベルト１０６の巻き付き中心（駆動ローラ１１の回転軸線）に向かい、テンションローラ１２による付勢力に応じた力Ｎが作用する。したがって、リブ２０ａには規制部１１ａを下る方向（駆動ローラ１１の回転軸線方向の中央側から端部側に向かう方向）、すなわち、リブ２０の規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向に、Ｎ・ｓｉｎθなる寄り力が作用する。駆動ローラ１１が回転すると、まず駆動ローラ１１に巻き付くベルト１０６の走行方向において上流側から、この寄り力によってリブ２０ａがずれ始める。これに応じて、図６（ｃ）を用いて上述したように、上流側の周方向ライン１０６ａが右側にずれる。下流側の周方向ライン１０６ｂは駆動ローラ１１の回転に従って遅れてずれ始めるので、上流側の周方向ライン１０６ａと下流側の周方向ライン１０６ｂとの間に、上流側の周方向ライン１０６ａが右側にずれたズレ角Ｊが発生する。このズレ角Ｊによって、ベルト１０６は右側、すなわち、リブ２０ａの規制部１１ａへの乗り上げを解消する方向に寄る。そして、力Ｎは、リブ２０の規制部１１ａへの乗り上げの程度により変化するので、リブ２０ａが規制部１１ａを下るに従い寄り力Ｎ・ｓｉｎθも小さくなり、ズレ角Ｊも小さくなる。そして、最終的には所定の位置でベルト１０６の寄りは停止する。この作用は、以上の右側の構成とベルト１０６の幅方向の略中央に対して略線対称の構成とされた左側においても同様である。したがって、ベルト１０６の幅方向の両端部方向へのベルト１０６の寄りの規制（ベルト１０６の幅方向の走行位置の自動調芯）がなされる。

なお、本実施例では、図３に示すように、ベルト１０６の幅方向の片側においてリブ２０ａが規制部１１ａに接触しているとき、反対側ではリブ２０ｂが規制部１１ｂに接触していない。しかし、斯かる態様に限定されるものではなく、ベルト１０６の幅方向の両端部において、リブ２０ａ、２０ｂが規制部１１ａ、１１ｂに同時に接触するようにしてもよい。この場合、ベルト１０６の幅方向の両端部側に発生する反対方向の寄り力の大小関係から寄り力の総和と寄り方向が決まり、それに応じたズレ角が発生してベルト１０６が寄る。そして、ベルト１０６の幅方向の両端部側に発生する寄り力が略等しくなる位置でベルト１０６は保持される。したがって、この場合も本実施例と同様のベルト１０６の寄りの規制が可能となる。ベルト１０６の幅方向の両端部のリブ２０ａ、２０ｂが常時規制部１１ａ、１１ｂに乗り上げていてよい。

３−３．効果
次に、本実施例のように規制部を駆動ローラ１１に設けた場合と、従来のように規制部をテンションローラ１２に設けた場合との違いをシミュレーション実験で比較する。

図８は従来例のシミュレーションモデルである。このモデルは、図４に示した本実施例のシミュレーションと同等のモデルで、駆動ローラ１１とテンションローラ１２とを入れ替えたものとなっている。すなわち、テンションローラ１２の回転軸線方向の両端部に規制部１２ａ、１２ｂを設け、駆動ローラ１１には規制部１１ａ、１１ｂを設けていない。テンションローラ１２は、その回転軸線方向の両端部がバネ（不図示）で図８中の矢印Ｋ方向に付勢されている。ベルト１０６に設けられた図８中の奥側のリブ２０ａがテンションローラ１２の規制部１２ａに乗り上げた状態になっている。一方、図８中の手前側のリブ２０ｂはテンションローラ１２の規制部１２ｂに接触していない。この状態で駆動ローラ１１を図８中の矢印Ｍ方向に回転させる。

図９は、従来例における、駆動ローラ１１を所定の距離だけ回転させた後のベルト１０６の面の状態の計算結果を示す。図９に示されているベルト１０６の面は、駆動ローラ１１を図９中の矢印Ｍ方向に回転させた場合における駆動ローラ１１の下流側の面である。図９中の奥側のリブ２０ａはテンションローラ１２の規制部１２ａに接触している。そして、この部分を起点にして、ベルト１０６の面の対角線上に大きな波打ち（図９中の斜線部）が発生している。

これに対し、図１０は、本実施例における、図９と同様の駆動ローラ１１の下流側のベルト１０６の面の状態の計算結果を示す。図１０中の奥側のリブ２０ａが駆動ローラ１１の規制部１１ａに接触しているが、従来例のような大きな波打ちは見られない。

図１１は、従来例（図９）と本実施例（図１０）とで、駆動ローラ１１の下流側における駆動ローラ１１とテンションローラ１２との間の中央部のベルト１０６の面（図９、図１０中のラインＮ）上の波打ちの形状を、グラフ化したものである。本実施例では、波打ち量が従来例の１／４以下になっている。したがって、本実施例の方が従来例よりも転写抜けなどの画像不良の発生に対して有利であることがわかる。

このような波打ち量の違いが発生する理由を、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）は、従来例におけるベルト１０６とテンションローラ１２との接触状況を表すシミュレーションの計算結果を、図９中の矢印Ｏ方向から見た図である。また、図１２（ｂ）は、本実施例におけるベルト１０６と駆動ローラ１１との接触状況を表したシミュレーションの計算結果を、図１０中の矢印Ｐ方向から見た図である。図１２（ａ）、（ｂ）において黒塗り部がベルトとローラとが接触している接触領域、斜線部が接触していない非接触領域である。

従来例、本実施例のいずれにおいても、ベルト１０６の幅方向においてリブ２０ａが接触している規制部１２ａ、１１ａ側の端部に非接触領域がある。しかし、図１２（ａ）、（ｂ）中に破線で示すように、本実施例における非接触領域は、従来例における非接触領域よりも著しく小さい。これは、次の理由によるものと考えられる。従来例では、リブ２０ａが規制部１２ａに接触しているとき、その接触している側のテンションローラ１２の端部がベルト１０６の外周面側から内周面側に向けて移動して、テンションローラ１２が傾斜する。そして、その移動した側のテンションローラ１２の端部近傍で、ベルト１０６のテンションローラ１２からの浮きが促進されるためである。このような状態になると、規制部１２ａにリブ２０ａが接触している側のテンションローラ１２によるベルト１０６の保持力が弱まり、そこを起点としてベルト１０６の面に大きな波打ちが発生するものと考えられる。これに対し、本実施例では、規制部１１ａを駆動ローラ１１に設けることで、リブ１０ａが規制部１１ａに乗り上げたときに駆動ローラ１１が傾斜することがない。そのため、駆動ローラ１１からのベルト１０６の浮きが小さく、ベルト１０６の面の波打ちが抑制される。

以上説明したように、本実施例によれば、ベルト１０６の幅方向の端部における規制部と規制ガイドとの接触を利用してベルト１０６の寄りを規制する構成において、ベルト１０６の波打ちを抑制することができる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例の画像形成装置において実施例１の画像形成装置のものと同一又は対応する機能、構成を有する要素については、同一符号を付して、詳しい説明は省略する。

図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例１における図３に対応する駆動ローラ１１の回転軸線方向の一方の端部近傍の断面図である。なお、本実施例においても、ベルト１０６の寄りの規制に係る駆動ローラ１１の端部近傍の構成は、ベルト１０６の幅方向の略中央に対して略線対称とされている。

図１３（ａ）は、リブ２０ａの内周面２０ｄが規制部（テーパ面）１１ａの傾斜と同方向に傾斜している例である。つまり、図１３（ａ）の例では、リブ２０ａは、駆動ローラ１１のベルト１０６の内周面と接触する部分（ベルト張架部）１１ｄの延長線に対する規制部１１ａの傾斜と同方向に傾斜した内周面２０ｄを有する。そして、このリブ２０ａの内周面２０ｄが、規制部１１ａと接触する。図示の例では、無負荷時におけるリブ２０ａのベルト１０６の幅方向に沿う断面形状は三角形であるが、台形であってもよい。また、図示の例では、リブ２０ａの傾斜の角度は、規制部１１ａの傾斜の角度と同じであるが、異なっていてもよい。

次に、図１３（ｂ）は、リブ２０ａがベルト１０３の幅方向に分割され、かつ、ベルト１０６の幅方向における中央寄りの部分の方が他の部分よりも幅が小さい例である。図示の例では、分割数は２つだが、それ以上であってもよい。また、リブ２０ａとしては一体で、スリット２０ｅが設けられることによって分割されていてもよい。つまり、図１３（ｂ）の例では、リブ２０ａは、ベルト１０６の幅方向において複数の部分に分割されている。そして、該複数の部分のうち少なくとも一つの部分は、該少なくとも一つの部分よりも駆動ローラ１１の回転軸線方向の外側の他の少なくとも一つの部分よりも、駆動ローラ１１の回転軸線方向における幅が小さい。なお、図１３（ａ）に示すような傾斜した内周面２０ｄを有するリブ１０ａを分割してもよい。

次に、図１３（ｃ）は、駆動ローラ１１のベルト１０６の内周面と接触する部分（ベルト張架部）１１ｄと規制部１１ａとの間に段差１１ｅが設けられた例である。つまり、図１３（ｃ）の例では、駆動ローラ１１のベルト１０６の内周面と接触する部分（ベルト張架部）１１ｄと規制部１１ａとの間に、規制部１１ａの方が駆動ローラ１１の半径方向内側となる段差が設けられている。

図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すいずれの構成によっても、次のような効果が得られる。リブ２０ａが規制部１１ａに乗り上げたときに、ベルト１０６の幅方向における中央側のリブ２０の端部に対応するベルト１０６の部分１０６ｅが、ベルト１０６の面に対して曲がる方向に変形して、ベルト１０６にかかる応力が高くなることを抑制できる。これにより、ベルト１０６の更なる長寿命化を図ることができる。図１３（ａ）の例では、リブ２０ａの内周面２０ｄが規制部１１ａの傾斜に倣うことで、ベルト１０６の曲げ変形が抑えられる。図１３（ｂ）の例では、ベルト１０６の幅方向における中央寄りのリブ２０の部分の幅が小さいので、リブ２０ａのその部分が圧縮変形されやすくなり、ベルト１０６の曲げ変形が抑えられる。図１３（ｃ）の例では、規制部１１ａが駆動ローラ１１のベルト張架部１１ｄより一段低くなっていることで、ベルト１０６の曲げ変形が抑えられる。

また、図１３（ｃ）の例では、ベルト１０６に異常な寄りが生じた場合に、ベルト１０６の幅方向における中央側のリブ２０ａの側面２０ｃが、駆動ローラ１１の段差部１１ｅに接触して、それ以上のリブ２０の乗り上げを抑制する効果も得られる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、無端状のベルトが中間転写体である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ベルト、転写材搬送ベルトなどであってもよい。感光体ベルトは、トナー像を担持して搬送する搬送体の一例である。また、転写材搬送ベルトは、トナー像が形成される転写材を担持して搬送する搬送体の一例である。

１ 中間転写体ユニット
１１ 駆動ローラ
１２ テンションローラ
１１ａ、１１ｂ 規制部
２０ａ、２０ｂ リブ（規制ガイド）
１００ 画像形成装置
１０６ 中間転写ベルト

Claims (9)

1. 無端状のベルトであって、前記ベルトの幅方向における両端部に、前記ベルトの内周面から突出して前記ベルトの周方向に沿って延びる規制ガイドがそれぞれ設けられた無端状のベルトと、
   前記ベルトを内周面側から支持する回転可能な複数のローラであって、固定位置に配置された回転軸線の周りを回転し前記ベルトを駆動する駆動ローラと、揺動可能な回転軸線の周りを回転し前記ベルトを内周面側から外周面側に向けて付勢するテンションローラと、を含む複数のローラと、
   を有するベルト搬送装置において、
   前記駆動ローラの回転軸線方向の両端部に、前記規制ガイドと接触可能であり、前記駆動ローラの回転軸線方向の中央側から端部側に向かって縮径するテーパ形状を有する規制部がそれぞれ設けられ、
   前記ベルトの走行中に、前記テンションローラは前記規制ガイドと接触しないことを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記規制ガイドの、前記ベルトの外周面に対する垂線と交差する面が、前記規制部と接触することを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
3. 前記規制ガイドは、前記ベルトの外周面に沿う内周面と前記ベルトの外周面に対する垂線に沿う側面とを有し、前記規制ガイドの前記内周面が、前記規制部と接触することを特徴とする請求項２に記載のベルト搬送装置。
4. 前記規制ガイドは、前記駆動ローラの前記ベルトの内周面と接触する部分の延長線に対する前記規制部の傾斜と同方向に傾斜した内周面を有し、該傾斜した内周面が、前記規制部と接触することを特徴とする請求項２に記載のベルト搬送装置。
5. 前記規制ガイドは、前記ベルトの幅方向において複数の部分に分割されており、前記複数の部分のうち少なくとも一つの部分は、該少なくとも一つの部分よりも前記駆動ローラの回転軸線方向の外側の他の少なくとも一つの部分よりも、前記駆動ローラの回転軸線方向における幅が小さいことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
6. 前記駆動ローラの前記ベルトの内周面と接触する部分と前記規制部との間に、前記規制部の方が前記駆動ローラの半径方向内側となる段差が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
7. 前記規制部は、前記駆動ローラと一体的に又は独立して回転可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
8. 前記ベルトは、トナー像を担持して搬送するか又はトナー像が形成される転写材を担持して搬送する搬送体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
9. トナー像を形成するトナー像形成手段と、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のベルト搬送装置であって、前記ベルトが、前記トナー像形成手段により形成されたトナー像を担持して搬送するか又は前記トナー像形成手段によりトナー像が形成される転写材を担持して搬送する搬送体であるベルト搬送装置と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。