JP2017049375A - ベルト搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングローラの傾動により生じるベルトの幅方向でのテンションの差に起因する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】複数の張架ローラに張架されて搬送される無端状のベルト１０６を有するベルト搬送装置２００は、複数の張架ローラのうちベルト１０６の搬送方向においてステアリングローラ２０１の下流側に隣接して配置されたテンションローラ２０４が、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状を有する構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において用いられるベルト搬送装置、及びこれを備えた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、複数の張架ローラに張架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記録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記録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記録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記録材を担持して搬送する記録材担持体（搬送ベルト）などがある。

中間転写ベルトを備えた電子写真方式の画像形成装置を例に更に説明する。複数の張架ローラに張架されて回転駆動（搬送）される中間転写ベルトには、一般に、駆動時に幅方向（搬送方向と略直交する方向）のいずれかの端部側に寄ってしまう「ベルト寄り（蛇行）」という課題がある。このベルト寄りは、各張架ローラの外径精度や各張架ローラ間の相対的なアライメント精度などによって発生する。

このベルト寄りに対する対策として、少なくとも一つの張架ローラを他の張架ローラに対して傾動させることで、中間転写ベルトの幅方向の位置ずれとは反対方向に中間転写ベルトを移動させる方法がある（特許文献１）。

特開２００２−２９９９号公報

しかしながら、特許文献１のようにステアリングローラを所定の傾動軌跡で傾動させる構成では、その傾動によりステアリングローラと他の張架ローラとの中間転写ベルトの搬送方向における平行性が崩れることがある。すると、ステアリングローラへの巻き付き部近傍の中間転写ベルトの張架面に、中間転写ベルトの幅方向でのテンションの差が発生する。その結果、特に、ステアリングローラと、中間転写ベルトの搬送方向においてステアリングローラの上流側に隣接して配置された張架ローラ（上流ローラ）との間の中間転写ベルトの張架面に、波打ちが発生しやすくなる。この波打ちは、典型的には、上記張架面のステアリングローラに近い側におけるテンションの高い部分から、中間転写ベルトの搬送方向の上流側に向かって放射状に発生する。

中間転写ベルトが搬送されながら上記波打ちが発生した場合、その波打ちは、通常はステアリングローラへの中間転写ベルトの巻き付き部で消滅する。しかし、上記波打ちが隆起し、その幅に対して波高が高くなると、ステアリングローラへの巻き付き部で中間転写ベルトが座屈して、中間転写ベルトに折れ跡が生じることがある。このように中間転写ベルトに折れ跡が生じると、出力される画像にもその跡が現れて画像不良となることがある。また、一旦中間転写ベルトに上記折れ跡ができてしまうと、その折れ跡はその後容易には解消されないことが多い。

したがって、本発明の目的は、ステアリングローラの傾動により生じるベルトの幅方向でのテンションの差に起因する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、複数の張架ローラと、前記複数の張架ローラに張架されて搬送される無端状のベルトと、を有するベルト搬送装置において、前記複数の張架ローラは、上流ローラと、前記ベルトの搬送方向において前記上流ローラの下流側に隣接して配置された、所定の傾動軌跡で傾動可能なステアリングローラと、前記ベルトの搬送方向において前記ステアリングローラの下流側に隣接して配置された、前記ベルトを内周面側から外周面側に付勢するテンションローラと、を含み、前記テンションローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状を有する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、上記本発明のベルト搬送装置と、前記ベルト又は前記ベルトに担持された記録材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、を有する画像形成装置が提供される。

また、本発明の他の態様によると、トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラと、前記複数の張架ローラに張架されて搬送される無端状のベルトであって、前記像担持体と接触して転写部を形成し前記転写部で前記像担持体からトナー像が転写される無端状のベルトと、を備えたベルト搬送装置と、を有する画像形成装置において、前記複数の張架ローラは、上流ローラと、前記ベルトの搬送方向において前記上流ローラの下流側に隣接して配置された、所定の傾動軌跡で傾動可能なステアリングローラと、前記ベルトの搬送方向において前記ステアリングローラの下流側に隣接して配置された、前記ベルトを内周面側から外周面側に付勢するテンションローラと、を含み、前記テンションローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状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、ステアリングローラの傾動により生じるベルトの幅方向でのテンションの差に起因するベルトの波打ちを抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 中間転写ユニットの概略断面図である。 ステアリングローラの近傍の概略斜視図である。 ステアリング駆動部の近傍の概略斜視図である。 ステアリング機構の動作を示す概略斜視図である。 本発明の一実施例におけるテンションローラの斜視図及び断面図である。 本発明の一実施例における中間転写ベルトのテンション分布を示す模式図である。 比較例における中間転写ベルトのテンション分布を示す模式図である。 本発明の他の実施例における補助ローラの斜視図及び断面図である。 本発明の他の実施例における画像転写面の近傍の中間転写ベルトのテンション分布を示す模式図である。 本発明の他の実施例における中間転写ベルトの伸縮と画像との関係を示す模式図である。 色ずれの発生機序を説明するための模式図である。 画像形成装置の他の例の要部の概略断面図である。

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、電子写真方式を用いて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の基本的な構成及び動作は、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、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。画像形成部Ｓにおいて、感光ドラム１の周囲には、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器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により所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に略一様に帯電される。帯電した感光ドラム１０１の表面は、レーザスキャナ１０３により画像信号に応じて露光され、感光ドラム１０１上に画像信号に応じた静電潜像（静電像）が形成される。レーザスキャナ１０３は、各画像形成部Ｓに対応した画像信号が入力され、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、感光ドラム１０１上の電荷を中和して静電潜像を形成する。感光ドラム１０１上に形成された静電潜像は、現像器１０４により現像剤としてのトナーで現像される。本実施例では、一様に帯電された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム１０１上の露光部に、感光ドラム１０１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーが付着する（反転現像）。

画像形成装置１００は、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１０１と対向するように、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を有する。中間転写ベルト１０６は、図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。上述の一次転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１０６の内周面側において、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１０１に対向して配置されている。一次転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１０６を介して感光ドラム１０１に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト１０６と感光ドラム１０１とが接触する一次転写部（一次転写ニップ）Ｎ１を形成する。また、中間転写ベルト１０６の外周面側において、中間転写ベルト１０６を張架する複数の張架ローラのうちの一つである二次転写対向ローラ２０３に対向して、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１０８が配置されている。二次転写ローラ１０８は、中間転写ベルト１０６を介して二次転写対向ローラ２０３に向けて付勢（押圧）され、中間転写ベルト１０６と二次転写ローラ１０８とが接触する二次転写部（二次転写ニップ）Ｎ２を形成する。なお、一次転写ローラ１０５、中間転写ベルト１０６、中間転写ベルト１０６を張架する複数の張架ローラなどは、本実施例におけるベルト搬送装置としての中間転写ユニット２００を構成する。中間転写ユニット２００については、後述して更に詳しく説明する。

感光ドラム１０１上に形成されたトナー像は、一次転写部Ｎ１において、一次転写ローラ１０５の作用により、回転する中間転写ベルト１０６上へ静電的に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ１０５には、現像時のトナーの帯電極性（正規の帯電極性）とは逆極性の一次転写バイアスが印加される。例えば、後述するフルカラー画像の形成時には、各画像形成部Ｓの各感光ドラム１０１上に形成された各色のトナー像が、各一次転写部Ｎ１において中間転写ベルト１０６上に順次重ね合わせるようにして転写される。これにより、中間転写ベルト１０６上にフルカラー画像用の多重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により感光ドラム１０１上から除去されて回収される。

一方、カセット１１１、１１２、手差しトレー１１３のいずれかから送り出された紙などの記録材（転写材、記録媒体、シート）Ｐは、給送ローラ１１４、搬送ローラ１１５などにより、レジストローラ１１６へと送られる。そして、停止しているレジストローラ１１６に対して記録材Ｐ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１１６の回転が開始され、記録材Ｐが二次転写部Ｎ２へと搬送される。

中間転写ベルト１０６上のトナー像は、二次転写部Ｎ２において、二次転写ローラ１０８の作用によって、記録材Ｐ上へ静電的に転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ１０８には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の二次転写バイアスが印加される。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、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ１１７により中間転写ベルト１０６上から除去されて回収される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての定着器１０９へと送られ、ここで熱及び圧力によりトナー像が記録材Ｐ上に定着される。その後、記録材Ｐは、排出部１１０ａ、１１０ｂのいずれかから機外へと排出される。

本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫが、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を構成する。

２．中間転写ユニット
次に、本実施例におけるベルト搬送装置としての中間転写ユニット２００の概略構成について説明する。

ここで、中間転写ベルト１０６の搬送方向（移動方向）と略直交する方向（幅方向）を「スラスト方向」ともいう。このスラスト方向は、感光ドラム１０１、張架ローラ２０１〜２０５の回転軸線方向と略平行である。また、画像形成装置１００に関して、スラスト方向における図１の紙面手前側を「前側」、紙面奥側を「奥側」とする。また、画像形成装置１００に関して、上下方向は、鉛直方向における上下方向をいうものであるが、真上、真下のみを意味するものではなく、基準とする位置又は要素に対して水平よりも上方、下方であることも含む。また、画像形成装置１００における位置又は要素の配置関係は、画像形成装置１００が通常用いられる姿勢に配置された場合における配置関係についていうものである。

図２は、中間転写ユニット２００の概略断面図である（感光ドラム１０１、二次転写ローラ１０８も併せて示されている。）。中間転写ユニット２００は、中間転写体としての中間転写ベルト１０６を有する。本実施例では、中間転写ベルト１０６は、ポリイミド製の無端状のベルト（フィルム）で構成されている。なお、中間転写ベルト１０６の材質としては、ポリイミドに限らず、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリカーボネートなどの樹脂を用いてもよい。中間転写ベルト１０６は、複数の張架ローラとしての、駆動ローラ２０１、テンションローラ２０４、補助ローラ２０５、アイドラローラ２０２、及び二次転写対向ローラ２０３の５個のローラにより張架されている。

なお、４個の感光ドラム１０１は、中間転写ベルト１０６の搬送方向に沿って略直線状に配列されている。本実施例では、４個の感光ドラム１０１の配列方向は、略水平方向である。より詳細には、本実施例では、４個の感光ドラム１０１は、これらの全ての中間転写ユニット２００側の共通の接線が略水平になるように略直線状に配列されている。

駆動ローラ２０１は、駆動源としてのベルト駆動モータ２７０（図３）によって回転駆動され、中間転写ベルト１０６を図中矢印Ｒ２方向に回転（周回移動、搬送）させる。駆動ローラ２０１の表面は、中間転写ベルト１０６を滑り無く搬送するために、摩擦係数の高いゴム層で形成されている。詳しくは後述するように、駆動ローラ２０１は、ベルト寄りを修正するステアリングローラを兼ねる。駆動ローラ２０１の支持構成については後述して詳しく説明する。

テンションローラ２０４は、回転軸線方向の両端部において、軸受部材２０７により回転可能に支持されている。この軸受部材２０７は、図中矢印Ａ方向（中間転写ベルト１０６の内周面側から外周面側に向かう方向及びその逆方向）に移動可能に後述するフレーム２４０に取り付けられている。また、この軸受部材２０７は、付勢手段としてのテンションバネ２０８により、中間転写ベルト１０６の内周面側から外周面側に向けて付勢されている。これにより、テンションローラ２０４は、中間転写ベルト１０６の内周面側から外周面側に向けて付勢されて、中間転写ベルト１０６の内周面に加圧されている。本実施例では、テンションバネ２０８は弾性部材である圧縮コイルバネで構成され、軸受部材２０７とフレーム２４０に設けられた支持座面との間に圧縮されて配置されている。テンションローラ２０４については、後述して更に詳しく説明する。

補助ローラ２０５は、アイドラローラ２０２との間に画像転写面（略平面状に張られて感光ドラム１０１からトナー像が転写される面）Ｇを形成する。補助ローラ２０５は、回転軸線方向の両端部において、軸受部材（図示せず）を介してフレーム２４０により回転可能に支持されている。

アイドラローラ２０２は、補助ローラ２０５との間に画像転写面Ｇを形成する。アイドラローラ２０２は、回転軸線方向の両端部において、軸受部材（図示せず）を介してフレーム２４０により回転可能に支持されている。

二次転写対向ローラ（二次転写内ローラ）２０３は、二次転写ローラ（二次転写外ローラ）１０８との間に中間転写ベルト１０６を挟持して二次転写部Ｎ２を形成する。二次転写対向ローラ２０３は、回転軸線方向の両端部において、軸受部材（図示せず）を介してフレーム２４０により回転可能に支持されている。

また、中間転写ユニット２００は、前述の各一次転写ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋを有する。各一次転写ローラ１０５Ｙ、１０５Ｍ、１０５Ｃ、１０５Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０６を介して感光ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋに対向して配置されている。各一次転写ローラ１０５は、中間転写ベルト１０６の搬送方向において補助ローラ２０５とアイドラローラ２０２との間に配置されている。各一次転写ローラ１０５は、回転軸線方向の両端部において、フレーム２４０に移動可能に取り付けられた軸受部材２１０により回転可能に支持されている。この軸受部材２１０は、付勢手段としての一次転写バネ２０９により感光ドラム１０１に向かう方向に付勢されている。本実施例では、一次転写バネ２０９は弾性部材である圧縮コイルバネで構成され、フレーム２４０と軸受部材２１０との間に圧縮されて配置されている。各一次転写ローラ１０５は、それぞれに対応する感光ドラム１０１との間に中間転写ベルト１０６を挟持して一次転写部Ｎ１を形成する。

３．ステアリング機構
次に、ベルト寄りによる中間転写ベルト１０６の幅方向の位置（以下、単に「ベルト位置」ともいう。）のずれを修正し、ベルト位置を略中央へ戻すステアリング機構について説明する。

本実施例では、中間転写ベルト１０６を張架する複数の張架ローラのうちベルト位置を修正するために他の張架ローラに対して傾動するステアリングローラは、中間転写ベルト１０６を回転駆動する駆動ローラ２０１が兼ねる。ただし、本発明は、ステアリングローラが駆動ローラを兼ねる構成に限定されるものではない。例えば、図２と同様な張架構成において、アイドラローラ２０２や二次転写対向ローラ２０３を駆動ローラとして、ステアリングローラと駆動ローラとを別の張架ローラとしてもよい。

図３は、駆動ローラ（以下「ステアリングローラ」という。）２０１の近傍を前側から見た概略斜視図である（中間転写ベルト１０６は透視されている。）。また、図４（ａ）は、後述するステアリング駆動部２６０の近傍を前側から見た概略斜視図であり、図４（ｂ）は、そのステアリング駆動部２６０の近傍を奥側から見た概略斜視図である。図４（ａ）、（ｂ）では中間転写ベルト１０６の図示は省略されている。

本実施例では、ステアリング機構２６０は、二次転写対向ローラ２０３に対するステアリングローラ２０１のアライメントを変化させることでベルト位置を制御する。ステアリングローラ２０１の回転軸の前側の端部は、軸受部材（図示せず）を介してフレーム２４０に回転可能に支持されている。また、ステアリングローラ２０１の回転軸の奥側の端部は、軸受部材２０１ａを介して支持部材としてのステアリングアーム２２３によって回転可能に支持されている。ステアリングアーム２２３は、フレーム２４０の奥側の側面に設けられた回動軸２２８を中心として回動（揺動）可能にフレーム２４０に支持されている。また、フレーム２４０の奥側の側面には、偏心カム２２２が設けられている。ステアリングアーム２２３は、この偏心カム２２２に当接するように付勢されている。偏心カム２２２は、ステアリングカム軸２２７を介して、駆動源としてのステアリングモータ２２０によって回転駆動される。ステアリングアーム２２２は、偏心カム２２２の回転によって回動される。そして、偏心カム２２２の停止位置に応じてステアリングアーム２２２の回動方向の角度位置が決まる。このように、ステアリングアーム２２２は、ステアリングローラ２０１の回転軸の奥側の端部を、所定の移動軌跡（略円弧形状）に沿って上下に移動させる。これによって、ステアリングローラ２０１は、その回転軸の前側の端部を支持する軸受部材を略中心として、所定の傾動軌跡で傾動可能とされている。本実施例では、ステアリングモータ２２０と、ステアリングカム軸２２７と、偏心カム２２２と、を有して、ステアリング駆動部２５０が構成される。

また、中間転写ユニット２００には、ベルト位置を検知するためのベルト位置検知機構２３０が設けられている。本実施例では、ベルト位置検知機構２３０は、センサフラグ部（以下、単に「フラグ」ともいう。）２２４と、複数の透過型のフォトインタラプタを備えたセンサ部２２６と、を有して構成される。フラグ２２４は、フラグ回動軸２２４ｃを中心として回動（揺動）可能に支持されている。フラグ２２４の一端部には、当接部２２４ａが設けられ、他端部にはフラグ２２４の回動方向の角度位置に応じてセンサ部２２６のフォトインタラプタを遮光する遮光部２２４ｂが設けられている。フラグ２２４は、当接部２２４ａが中間転写ベルト１０６の前側の端面（エッジ）に当接する方向に回動するように、付勢手段としての弾性部材であるねじりコイルバネ２２５によって付勢されている。中間転写ベルト１０６の搬送に伴ってベルト寄りが生じると、フラグ２２４はその移動に追従して回動する。フラグ２２４の回動は、センサ部２２６により検知される。つまり、フラグ２２４がベルト位置に応じてセンサ部２２６のフォトインタラプタを遮光することで、ベルト位置に応じてセンサ部のフォトインタラプタの出力信号の組合せが変化する。制御部２５１がこの信号に基づいてステアリングモータ２２０を作動させて偏心カム２２２を回転させることで、ステアリングアーム２２３を回動させる。これにより、ステアリングローラ２０１が、ステアリングアーム２２３によって規定される傾動軌跡に沿って傾動し、ベルト位置を略中央に戻すように中間転写ベルト１０６を幅方向に移動させる。

図５は、ステアリング機構３００の動作を示す概略斜視図である。図５（ａ）はベルト位置が略中央にある状態、図５（ｂ）はベルト位置が奥側に寄った状態、図５（ｃ）はベルト位置が前側に寄った状態を示している。図５（ｂ）に示すようにベルト位置が奥側に寄った場合、ステアリングローラ２０１の奥側の端部は図４（ｂ）中の矢印Ｃ１方向（下方）に移動される。すると、中間転写ベルト１０６は、図４、図５（ｂ）中の矢印Ｂ１方向で示すように前側に向けて移動する。また、図５（ｃ）に示すようにベルト位置が前側に寄った場合、ステアリングローラ２０１の奥側の端部は図４（ｂ）中の矢印Ｃ２方向（上方）に移動される。すると、中間転写ベルト１０６は、図４、図５（ｃ）中の矢印Ｂ２で示すように奥側に向けて移動する。このようにして、ステアリング機構２６０がベルト位置検知機構２３０の検知結果に基づいてステアリングローラ２０１を傾動させることで、ベルト位置が略中央になるように修正される。

本実施例では、ステアリングアーム２２３、ステアリング駆動部２５０、ベルト位置検知機構２３９、制御部２５１などにより、ステアリング機構２６０が構成される。

なお、本実施例では、ステアリングローラ２０１の傾動量（傾動角度）にかかわらず、中間転写ベルト１０６の搬送方向における二次転写対向ローラ２０３とステアリングローラとの間の距離は、中間転写ベルト１０６の幅よりも長い。また、本実施例では、ステアリングローラ２０１の傾動軌跡は、ステアリングローラ２０１の傾動量（傾動角度）にかかわらず、複数の張架ローラのうちステアリングローラ以外の張架ローラの回転軸線が互いに略平行であるように設定されている。ここで、略平行とは、テンションローラ２０４の回転軸線に対して、ステアリングローラ２０１及びテンションローラ２０４を除く張架ローラ２０２〜２０３の回転軸線がなす角度が、５度以下であることを含む。また、本実施例では、ステアリングローラ２０１は、回転軸線方向の一端部がステアリングローラ２０１の回転軸線と交差（本実施例では略直交）する軸線の周りを回動可能に支持されている。また、本実施例では、ステアリングローラ２０１は、他端部が二次転写対向ローラ２０３の回転軸線と略平行な軸線の周りを回動可能なステアリングアーム２２３によって回転可能に支持されている。これにより、ステアリングローラ２０１の上記他端部は略円弧形状の移動軌跡で移動される。特に、本実施例では、ステアリングローラ２０１の傾動軌跡（上記他端部の移動軌跡で代表）は、次のような方向である。中間転写ベルト１０６の幅方向に見て、二次転写対向ローラ２０３とステアリングローラ２０１との間の中間転写ベルト１０６の面と交差し、かつ、ステアリングローラ２０１とテンションローラ２０４との間の中間転写ベルト１０６の面と交差する方向である。

４．テンションローラ
次に、テンションローラ２０４について更に詳しく説明する。図６（ａ）は、テンションローラ２０４の斜視図であり、図６（ｂ）は、テンションローラ２０４の断面図である。

テンションローラ２０４は、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状を有する逆クラウンローラとされている。より詳細には、本実施例では、テンションローラ２０４は、回転軸線方向の中央部から端部に向かって一定曲率で外径が漸増する逆クラウン形状を有する逆クラウンローラである。テンションローラ２０４の最大外径（端部外径）をφｄ１、最小外径（中央部外径）をφｄ２としたとき、逆クラウン量は、最大外径と最小外径との差である、（φｄ１−φｄ２）で表される。

なお、図６（ａ）、（ｂ）は、逆クラウン形状を誇張して示している。また、ここでは、テンションローラ２０４の中央部、端部とは、その回転軸線方向における中間転写ベルト１０６と接触可能な領域（巻き掛けられる領域）における中央部、端部のことをいうものである。

テンションローラ２０４は、中間転写ベルト１０６の搬送方向においてステアリングローラ（上流ローラ）２０１の下流側に隣接して配置され、回転軸線方向の両端部において中間転写ベルト１０６を内周面側から外周面側に向けて付勢（加圧）している。これにより、テンションローラ２０４は、中間転写ベルト１０６にテンションを付与すると共に、ステアリングローラ２０１を傾動した際の中間転写ベルト１０６の幅方向での周長の差を補正する。

図７は、本実施例において、ステアリングローラ２０１を図４（ｂ）中の矢印Ｃ１方向に傾動させた場合の、二次転写対向ローラ２０３からテンションローラ２０４までの間に張架された中間転写ベルト１０６のテンション分布を示す模式図である。図７は、中間転写ベルト１０６をその搬送方向に沿って展開して表している。

また、図８は、比較例として、回転軸線方向の全域で外径が略一定である円筒状（ストレート形状）のテンションローラ２０４を用いた場合の、図７と同様の図である。なお、この比較例の中間転写ユニット２００は、テンションローラ２０４が上述のように異なることを除いて本実施例と実質的に同じ構成を有するものとし、本実施例のものと同一又は対応する要素には同一符号を付して説明する。

ステアリングローラ２０１が図４中の矢印Ｃ１方向に傾動し、ベルト位置を図７、図８中の矢印Ｂ１方向へと移動させる場合について考える。この場合、ステアリングローラ２０１により与えられるテンションＴ１は、ベルト位置の移動方向の下流側（図７、８中の下側）ほど高くなる。そして、ステアリングローラ２０１の傾動量が大きいほど、中間転写ベルト１０６の幅方向での上記テンションＴ１の差は大きくなる。一方、二次転写対向ローラ２０３の近傍では、テンションＴ２は中間転写ベルト１０６の幅方向で略一定に分布する。

そして、図８に示すように、テンションローラ２０４をストレート形状とした場合（比較例）、テンションローラ２０４の近傍では、テンションＴ３は中間転写ベルト１０６の幅方向で略一定に分布する。したがって、ステアリングローラ２０１と二次転写対向ローラ２０３との間の中間転写ベルト１０６の張架面では、中間転写ベルト１０６の幅方向の両端側で、中間転写ベルト１０６の搬送方向に引っ張るテンションの分布に差が生じることになる。その結果、上記張架面のステアリングローラ２０１側におけるテンションの高い部分（図８中の下側）から、中間転写ベルト１０６の搬送方向の上流側に向かって、放射状の波打ちＷが発生して、上記張架面にテンションの低い領域Ｘが生じる。特に、この波打ちＷは、上記張架面のテンション方向、すなわち、中間転写ベルト１０６の搬送方向の長さが中間転写ベルト１０６の幅より長いほど、高く急峻な波形になる傾向がある。

これに対し、図７に示すように、テンションローラ２０４を逆クラウン形状とした場合（本実施例）、テンションローラ２０４により与えられるテンションＴ３は、外径が大きいテンションローラ２０４の回転軸線方向の両端部において中央部よりも高くなる。これにより、ステアリングローラ２０１の近傍における中間転写ベルト１０６の幅方向でのテンションの差が図８の場合よりも小さくなる。そして、ステアリングローラ２０１と二次転写対向ローラ２０３との間の中間転写ベルト１０６の張架面に生じるテンションの低い領域Ｘも、図８の場合よりも小さくなる。その結果、ステアリングローラ２０１を傾動した際に上記張架面に発生する波打ちＷを抑制することができる。したがって、ステアリングローラ２０１への中間転写ベルト１０６の巻き付き部において中間転写ベルト１０６が座屈することを抑制して、中間転写ベルト１０６が折れることによる画像不良を抑制することができる。ここで、図７に示すように、中間転写ベルト１０６の幅方向においてテンションＴ１が高くなる端部側（図７中の下側）でも中央部に比べてテンションＴ３は高くなる。しかし、図７の構成の場合は、中間転写ベルト１０６の幅方向での、テンションＴ１に対するテンションＴ３の割合の分布が、図８の場合よりも均一化することで、上記効果が得られるものと考えられる。

なお、上述の波打ちを抑制する効果は、逆クラウン量（φｄ１−φｄ２）が大きいほど大きくなる。しかし、逆クラウン量が過大であると、中間転写ベルト１０６をその幅方向の全域においてテンションローラ２０４に巻き付かせることが難しくなる。また、一般に、ベルトを張架する張架ローラを逆クラウン形状とする場合、ベルトが幅方向の一方に寄った際に、その寄りを増長する傾向がある。そのため、テンションローラ２０４の逆クラウン量を過大とすると、ステアリングローラ２０１の傾動によりベルト寄りを戻す性能が低下する可能性がある。したがって、テンションローラ２０４の逆クラウン量は、例えばテンションローラ２０４の回転軸方向の長さが３５０ｍｍ、回転軸線方向の端部の外径がφ２０ｍｍの場合、数百μｍ（例えば２００μｍ〜６００μｍ）程度とすることが望ましい。本実施例では、テンションローラ２０４の回転軸線方向の長さ、回転軸線方向の端部の外径は上記の通りであり、逆クラウン量は４００μｍとした。

以上、本実施例によれば、ステアリングローラ２０１を傾動させた際に、テンションローラ２０４により、中間転写ベルト１０６の幅方向での中間転写ベルト１０６の周長の差を補正することができる。それと共に、テンションローラ２０４は、逆クラウン形状を有するため、中間転写ベルト１０６の搬送方向においてステアリングローラ２０１の上流側の張架面における幅方向でのテンションの差を低減して、上記張架面の波打ちの発生を抑制することができる。これにより、ステアリングローラ２０１によって適切にベルト位置のずれを修正しながら、ステアリングローラ２０１への中間転写ベルト１０６の巻き付き部において中間転写ベルト１０６が折れることを抑制して、良好な画像品質を得ることができる。このように、本実施例によれば、ステアリングローラ２０１の傾動により生じる中間転写ベルト１０６の幅方向でのテンションの差に起因する中間転写ベルト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。

１．テンションローラの逆クラウン形状による色ずれへの影響
まず、テンションローラ２０４の逆クラウン形状による色ずれへの影響について説明する。

図１２は、実施例１の構成における、画像転写面（一次転写面）Ｇでの中間転写ベルト１０６の伸縮と画像との関係を示した模式図である。なお、図１２は、中間転写ベルト１０６をその搬送方向に展開して、画像転写面Ｇを下方から見た模式図であり、テンションローラ２０４の逆クラウン形状による影響を誇張して示している。また、図１２において、破線は、中間転写ベルト１０６の搬送過程における中間転写ベルト１０６の伸縮の推移を表しており、二重線は、上記過程におけるイエローの画像の変化を示している。ここで、画像は、感光ドラム１０１の回転軸線方向（主走査方向）に沿って形成された直線であるものとする。

中間転写ベルト１０６を搬送する際に、画像転写面Ｇにおいては、色ずれなどの画像不良を抑制する観点から、中間転写ベルト１０６の幅方向でテンションを略一定にすることが望まれる。しかし、中間転写ベルト１０６がテンションローラ２０４の逆クラウン形状に倣うため、図１２に示すように、中間転写ベルト１０６の幅方向の前側及び奥側と、中央とで、搬送方向の伸縮に差が生じる。この伸縮の差は、中間転写ベルト１０６の搬送方向においてテンションローラ２０４に最も近いイエローの一次転写部Ｎ１Ｙで最も大きく、下流に向かうにつれ小さくなっていく。これにより、イエロー用の感光ドラム１０１Ｙから中間転写ベルト１０６に転写された画像は、中間転写ベルト１０６の伸縮の推移に伴い徐々に湾曲しながら、ブラックの一次転写部Ｎ１Ｋに到達する。

一方、ブラック用の感光ドラム１０１Ｋから中間転写ベルト１０６に転写される画像は直線であるため、中間転写ベルト１０６の幅方向の中央部でイエロー画像とブラック画像との位置がずれる。このようにして、中間転写ベルト１０６の搬送方向と略直交する方向（副走査方向）の色ずれが生じる。

そこで、本実施例では、上述の副走査方向の色ずれを抑制するために、補助ローラ２０５を正クラウンローラとする。

２．補助ローラ
次に、補助ローラ２０５について更に詳しく説明する。図９（ａ）は、本実施例における補助ローラ２０５の斜視図であり、図９（ｂ）は、本実施例における補助ローラ２０５の断面図である。

補助ローラ（下流ローラ）２０５は、中間転写ベルト１０６の搬送方向において、テンションローラ２０４の下流側に隣接して、かつ、画像転写面Ｇの上流側に配置されている。より詳細には、補助ローラ２０５は、中間転写ベルト１０６の搬送方向において、テンションローラ２０４の下流側に隣接して、かつ、複数の一次転写部Ｎ１のうち最上流の一次転写部Ｎ１Ｙの上流側に配置されている。本実施例では、補助ローラ２０５は、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも小さい正クラウン形状を有する正クラウンローラとされている。より詳細には、本実施例では、補助ローラ２０５は、回転軸線方向の中央部から端部に向かって一定曲率で外径が漸減する正クラウン形状を有する正クラウンローラである。補助ローラ２０５の最小外径（端部外径）をφｄ３、最大外径（中央部外径）をφｄ４としたとき、クラウン量は、最大外径と最小外径との差である、（φｄ４−φｄ３）で表される。

なお、図９（ａ）、（ｂ）は、クラウン形状を誇張して示している。また、ここでは、補助ローラ２０５の中央部、端部とは、その回転軸線方向における中間転写ベルト１０６と接触可能な領域（巻き掛けられる領域）における中央部、端部のことをいうものである。

図１０は、補助ローラ２０５を正クラウンローラとした場合の画像転写面Ｇの近傍における中間転写ベルト１０６のテンション分布を示したものである。なお、図１０は、中間転写ベルト１０６をその搬送方向に沿って展開して、画像転写面Ｇを上方から見た模式図である。正クラウンローラである補助ローラ２０５により中間転写ベルト１０６が搬送されると、補助ローラ２０５の回転軸線方向の中央部において、中間転写ベルト１０６に与えられるテンションＴ４が高くなる。そのため、逆クラウンローラであるテンションローラ２０４により与えられるテンションＴ３の中間転写ベルト１０６の幅方向での差は、補助ローラ２０５により与えられるテンションＴ４の分布によって相殺される。これにより、画像転写面Ｇの中間転写ベルト１０６の搬送方向上流側に配置されるテンションローラ２０４を逆クラウン形状とした場合でも、画像転写面Ｇにおける中間転写ベルト１０６の幅方向のテンション差を低減し、色ずれなどの画像不良を抑制できる。以下、更に詳しく説明する。

補助ローラ２０５のクラウン量は、テンションローラ２０４の逆クラウン形状によって生じる中間転写ベルト１０６の幅方向での伸縮の差を十分に相殺できるように設定することが望ましい。本実施例では、テンションローラ２０４は、回転軸線方向の両端部がテンションバネ２０８により付勢されていることで、僅かながら撓みが生じる。そのため、中間転写ベルト１０６の幅方向での伸縮の差は、テンションローラ２０４の逆クラウン量より大きくなる傾向がある。したがって、補助ローラ２０５の正クラウン量は、テンションローラ２０４の逆クラウン量より大きく設定することが望ましい。本実施形例では、テンションローラ２０４の逆クラウン量が４００μｍであるのに対して、補助ローラ２０５の正クラウン量は５００μｍとした。

図１１は、本実施例の構成における、画像転写面Ｇでの中間転写ベルト１０６の伸縮と画像との関係を示した模式図である。なお、図１１は、中間転写ベルト１０６をその搬送方向に展開して、画像転写面Ｇを下方から見た模式図であり、テンションローラ２０４の逆クラウン形状、補助ローラ２０５のクラウン形状の影響を誇張して示している。また、図１１において、破線は、中間転写ベルト１０６の搬送過程における中間転写ベルト１０６の伸縮の推移を表しており、二重線は、上記過程におけるイエローの画の変化を示している。ここで、画像は、感光ドラム１０１の回転軸線方向（主走査方向）に沿って形成された直線であるものとする。

図１１に示すように、補助ローラ２０５の正クラウン形状により、テンションローラ２０４の逆クラウン形状による中間転写ベルト１０６の幅方向での伸縮の差を、補助ローラ２０５とイエローの一次転写部Ｎ１Ｙとの間の領域で相殺することができる。これにより、中間転写ベルト１０６の幅方向での伸縮の差による色ずれなどの画像不良を抑制することができる。本実施例の構成では、色ずれ量の６割以上の低減が見込まれる。

以上、本実施例によれば、ステアリング動作に伴う中間転写ベルト１０６の波打ちの発生を抑制し、かつ、画像転写面Ｇでの中間転写ベルト１０６の幅方向での伸縮の差による色ずれなどの画像不良を抑制することができる。したがって、本実施例は、実施例１よりも更に高品質な画像を形成する上で有利である。

［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、画像形成部の数は４個であったが、これに限定されるものではなく、より多くてもより少なくてもよい。また、各色用の画像形成部の並び順も上述の実施例のものに限定されるものではない。

また、上述の実施例では、５個の張架ローラによって中間転写ベルトを張架しているが、中間転写ベルトを張架する張架ローラの数はこれに限定されるものではなく、より多くてもより少なくてもよい。

また、上述の実施例では、補助ローラ（下流ローラ）が、中間転写ベルトの搬送方向において二次転写対向ローラ（上流ローラ）の上流側に配置されたアイドラローラとの間で画像転写面を形成する構成とされていたが、これに限定されるものではない。例えば、補補助ローラ（下流ローラ）が、二次転写対向ローラ（上流ローラ）との間で画像転写面を形成する構成とされていてもよい。また、上述の実施例では、補助ローラは、中間転写ベルトの搬送方向においてテンションローラの下流側に隣接して配置されていたが、これに限定されるものではない。テンションローラと補助ローラ（下流ローラ）との間に他の張架ローラが配置されていてもよい。例えば、正クラウン形状を有する補助ローラ（下流ローラ）を、中間転写ベルトの搬送方向においてテンションローラの下流側、かつ、一次転写部（より詳細には最上流の一次転写部）の上流側に配置することで、実施例２と同様の効果が得られる。

また、上述の実施例では、中間転写方式の画像形成装置を例に説明したが、直接転写方式の画像形成装置にも本発明を適用することができる。図１３は、直接転写方式の画像形成装置の要部の概略断面図である。図１３において、図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は同一符号を付している。図１３の画像形成装置１００は、図１の画像形成装置１００における中間転写ベルト１０６に代えて、記録材担持体としての無端状のベルトで構成された記録材担持ベルト１６０を有する。図１３の画像形成装置１００では、各画像形成部Ｓで感光ドラム１に形成されたトナー像は、各転写部Ｎにおいて、記録材担持ベルト１６０上に担持されて搬送される記録材Ｐに転写される。このような直接転写方式の画像形成装置１００においても、記録材Ｐを良好に搬送するためには、ステアリング動作による波打ちに起因して記録材担持ベルト１６０に折れ跡が発生することを防止することが望まれる。また、画像転写面（記録材担持面）Ｇにおいて記録材Ｐを良好に搬送するためには、画像転写面における記録材担持ベルトの幅方向での伸縮の差を低減することが望まれる。したがって、直接転写方式の画像形成装置１００においても、上述の実施例１、実施例２と同様の構成を適用することで、上記波打ちや伸縮の差を抑制することができる。さらに、本発明は、ベルトが感光体ベルトや静電記録誘電体ベルトであるベルト搬送装置及びこれを備えた画像形成装置などにおいても適用できるものである。

１０１ 感光ドラム
１０５ 一次転写ローラ
２００ 中間転写ユニット（ベルト搬送装置）
２０１ ステアリングローラ（駆動ローラ）
２０３ 二次転写対向ローラ（上流ローラ）
２０５ 補助ローラ（下流ローラ）
Ｇ 画像転写面

Claims (16)

1. 複数の張架ローラと、前記複数の張架ローラに張架されて搬送される無端状のベルトと、を有するベルト搬送装置において、
   前記複数の張架ローラは、上流ローラと、前記ベルトの搬送方向において前記上流ローラの下流側に隣接して配置された、所定の傾動軌跡で傾動可能なステアリングローラと、前記ベルトの搬送方向において前記ステアリングローラの下流側に隣接して配置された、前記ベルトを内周面側から外周面側に付勢するテンションローラと、を含み、
   前記テンションローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状を有することを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記ベルトの搬送方向における前記上流ローラと前記ステアリングローラとの間の距離は、前記ベルトの幅よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のベルト搬送装置。
3. 前記複数の張架ローラのうち前記ステアリングローラ以外の張架ローラの回転軸線は、互いに略平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト搬送装置。
4. 前記ステアリングローラは、回転軸線方向の一端部が前記ステアリングローラの回転軸線と交差する軸線の周りを回動可能に支持され、他端部が前記上流ローラの回転軸線と略平行な軸線の周りを回動可能な支持部材によって回転可能に支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
5. 前記複数の張架ローラは、前記上流ローラ又は前記ベルトの搬送方向において前記上流ローラの上流側に配置される張架ローラとの間で略平面状に張られた前記ベルトの面を形成する、前記ベルトの搬送方向において前記テンションローラの下流側に隣接して配置された下流ローラを含み、
   前記下流ローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも小さい正クラウン形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のベルト搬送装置。
6. 前記下流ローラの正クラウン量は、前記テンションローラの逆クラウン量よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のベルト搬送装置。
7. 前記ステアリングローラは、前記ベルトを回転駆動する駆動ローラを兼ね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. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のベルト搬送装置と、前記ベルト又は前記ベルトに担持された記録材にトナー像を形成するトナー像形成手段と、を有する画像形成装置。
9. トナー像を担持する像担持体と、
   複数の張架ローラと、前記複数の張架ローラに張架されて搬送される無端状のベルトであって、前記像担持体と接触して転写部を形成し前記転写部で前記像担持体からトナー像が転写される無端状のベルトと、を備えたベルト搬送装置と、
   を有する画像形成装置において、
   前記複数の張架ローラは、上流ローラと、前記ベルトの搬送方向において前記上流ローラの下流側に隣接して配置された、所定の傾動軌跡で傾動可能なステアリングローラと、前記ベルトの搬送方向において前記ステアリングローラの下流側に隣接して配置された、前記ベルトを内周面側から外周面側に付勢するテンションローラと、を含み、
   前記テンションローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも大きい逆クラウン形状を有することを特徴とする画像形成装置。
10. 前記ベルトの搬送方向における前記上流ローラと前記ステアリングローラとの間の距離は、前記ベルトの幅よりも長いことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記複数の張架ローラのうち前記ステアリングローラ以外の張架ローラの回転軸線は、互いに略平行であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記ステアリングローラは、回転軸線方向の一端部が前記ステアリングローラの回転軸線と交差する軸線の周りを回動可能に支持され、他端部が前記上流ローラの回転軸線と略平行な軸線の周りを回動可能な支持部材によって回転可能に支持されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記転写部は、前記ベルトの搬送方向において前記テンションローラの下流側、かつ、前記上流ローラの上流側に形成され、
    前記複数の張架ローラは、前記ベルトの搬送方向において前記テンションローラの下流側、かつ、前記転写部の上流側に配置された下流ローラを含み、
    前記下流ローラは、回転軸線方向の両端部の外径が中央部の外径よりも小さい正クラウン形状を有することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 複数の前記像担持体を有し、
    前記ベルトは複数の前記転写部を形成し、
    前記下流ローラは、前記ベルトの搬送方向において、前記テンションローラの下流側、かつ、前記ベルトの搬送方向における最上流の前記転写部の上流側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記下流ローラの正クラウン量は、前記テンションローラの逆クラウン量よりも大きいことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の画像形成装置。
16. 前記ステアリングローラは、前記ベルトを回転駆動する駆動ローラを兼ねることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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