JP2018124352A - ベルト搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルト３１のエッジ部のストレスを低減しつつ、ステアリング性能を確保できる構成を提供する。【解決手段】中間転写ベルト３１を張架するステアリングローラ３２は、傾動自在に配置され、ローラ部３７の軸方向両端部に回転不能に設けられ、中間転写ベルト３１が巻き付いて摺動可能な摺動リング３３を有する。摺動リング３３は、ステアリングローラ３２の軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部３３ａを有する。テーパ部３３ａは、ステアリングローラ３２の中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成されている。そして、傾斜角度が最大傾斜角度の５０％以上である領域（テーパ角大領域β）が、テーパ部３３ａの周方向における中間転写ベルト３１の巻きつき領域αの中央位置を含み、且つ、巻きつき領域αの４０％以上８０％以下の範囲に存在する。【選択図】図７

Description

本発明は、回転するベルト部材を複数の張架ローラにより張架したベルト搬送装置に関する。

例えば、画像形成装置として、複数の感光ドラムから無端状のベルト部材である中間転写ベルトにトナー像を重ねて転写し、中間転写ベルトから記録材に一括して転写する構成が知られている。このような中間転写ベルトは、複数の張架ローラに張架されて回転駆動されるが、この際、ローラの外径精度や各ローラ間のアライメント精度などによって、中間転写ベルトが回転中に何れかの端部に寄ってしまう。

そこで、ステアリングローラのローラ部の両端部に外周面がテーパ状の摺動部を設け、摺動部とベルト部材との摩擦力のバランスによりステアリングローラを傾動させて、ベルト部材の寄りを自動で制御する構成が提案されている（特許文献１）。

特表２００１−５２０６１１号公報

しかしながら、摺動部の全周をテーパ状に形成した場合、ベルト部材の耐力（降伏応力）が低いと、ベルト部材が摺動部に乗り上げたとき、摺動部に巻きつくベルト部材のエッジ部にひずみが生じ、ベルト部材の寿命低下の懸念がある。また、ベルト部材の厚みが薄い場合には、ベルト部材が波うち易くなるため、ベルト部材の端部にせん断ストレスが生じ易くなり、クラック発生の懸念がある。

この対策として、テーパの角度を小さくすることが考えられる。但し、この場合、ベルト部材と摺動部との摩擦力が小さくなり、ステアリングローラを傾動させるように発生するモーメントも小さくなってしまう。この結果、ベルト部材の寄りを制御するためのステアリングローラの舵角を確保しにくくなり、ステアリング性能を十分に確保できない虞がある。

本発明は、ベルト部材のエッジ部のストレスを低減しつつ、ステアリング性能を確保できる構成を提供するものである。

本発明は、回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、前記傾斜角度が最大傾斜角度の５０％以上である領域が、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域の中央位置を含み、且つ、前記巻きつき領域の４０％以上８０％以下の範囲に存在することを特徴とするベルト搬送装置にある。

また、本発明は、回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、最大傾斜角度は、５°以上１５°以下であり、前記傾斜角度が前記最大傾斜角度の５０％以上である領域が、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域の中央位置を含み、且つ、前記巻きつき領域の４０％以上８０％以下の範囲に存在し、前記巻きつき領域の周方向に関して１°あたりの前記傾斜角度の変化量は、−１°以上＋１°以下であることを特徴とするベルト搬送装置にある。

また、本発明は、回転する無端状のベルト部材と、前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域のうち、周方向中央部の前記傾斜角度が周方向両端部の前記傾斜角度よりも大きいことを特徴とするベルト搬送装置にある。

本発明によれば、ベルト部材のエッジ部のストレスを低減しつつ、ステアリング性能を確保できる構成を提供できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。 第１の実施形態に係るステアリングローラの斜視図。 比較例に係るステアリングローラでベルトを張架している部分の、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図。 ステアリングローラによる自動寄り制御の原理を説明するための模式図。 比較例に係るステアリングローラに対するベルトの位置が、（ａ）中立状態である場合を、（ｂ）片側に寄っている場合をそれぞれ示す模式図。 ポリイミド薄膜フィルムとポリエーテルエーテルケトン薄膜フィルムの疲労限度曲線（Ｓ−Ｎ曲線）を示した図。 第１の実施形態に係るステアリングローラでベルトを張架している部分の、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図。 第１の実施形態において、摺動リングのベルト巻きつき方向の位相に対するテーパプロファイルを示す図。 （ａ）実施例における、（ｂ）比較例における、テーパ角とステアリングローラの傾動舵角の関係をシミュレーションで算出した結果を示す図。 実施例と比較例の、（ａ）ベルトの端部の主応力のシミュレーションの算出結果を示す図、（ｂ）ベルトの端部エッジの主応力の最大値のシミュレーションの算出結果を示す図。 第２の実施形態における、摺動リングのベルト巻きつき方向の位相に対するテーパプロファイルを示す図。 第３の実施形態における、最大テーパ角のセット位置とステアリングローラの傾動舵角の関係をシミュレーションで算出した結果を示す図。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１００は、画像形成部１と、画像形成部１の上方に配設される画像読取部２と、画像読取部２上に載置される原稿搬送部３とを備える。原稿搬送部３は、原稿トレイ３０１上に上向きにセットされた原稿Ｄを、先頭頁から順に１枚ずつ画像読取部２に給送し、湾曲したパスを介して画像読取部２のプラテンガラス２０１上を通過させた後に、排出トレイ３０２に排出する。

画像読取部２は、原稿搬送部３により搬送される原稿Ｄがプラテンガラス２０１上を左から右へ通過する際に、所定の位置に保持されたスキャナユニット２０２により画像読取処理を行う。具体的には、原稿Ｄの読取面をスキャナユニット２０２のランプ２０３の光で照射し、その原稿Ｄからの反射光を、ミラー２０４、２０５、２０６を介してレンズ２０７に導く。このレンズ２０７を通過した光は、イメージセンサ２０８の撮像面に結像する。そして、イメージセンサ２０８は、この光を電気的なデジタル信号に変換して画像形成部１に伝送する。

また、画像読取部２は、原稿搬送部３を使用せずに持ち上げて、プラテンガラス２０１上に原稿Ｄを直接セットし、スキャナユニット２０２を左から右へ走査させることによっても画像読取処理を行うことが可能である。即ち、画像読取部２は、必ずしも原稿搬送部３を装着しなくてもよく、プラテンガラス２０１上にセットした原稿Ｄを押さえる原稿押さえ部材を設けたものであってもよい。

画像形成部１は、それぞれ像担持体としての感光ドラム１１を有する４つの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有する画像形成ユニット１０を備えた電子写真方式のタンデム型のフルカラープリンタである。画像形成ユニット１０の上方には、中間転写ベルト３１などを備えた転写ユニット３０が配置されている。

画像形成部１は、上述の画像読取部２又は画像形成部１に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器からの画像信号に応じてトナー像（画像）を記録材に形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。また、画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。各色の画像形成ステーションは、現像色が異なる以外は同じ構成を有するので、同じ構成には同一の符号を付し、以下、代表してイエローの画像形成ステーションについて説明する。

像担持体としての感光ドラム１１は、帯電装置としての帯電ローラ１２によって表面を一様に帯電された後、伝送された画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置としてのレーザスキャナ１３によって、表面に潜像が形成される。潜像は、現像器１４によってトナー像として顕在化される。感光ドラム１１上のトナー像は、一次転写部材としての一次転写ローラ１７により所定の加圧力および静電的負荷バイアスを付与されることで、ベルト部材としての中間転写ベルト３１に順次転写される。転写後、感光ドラム１１上に残った僅かな残トナーは、感光ドラムクリーナ１５によって除去回収され、再び、次の画像形成に備える。

一方、記録材Ｐは、カセット２０から１枚ずつ給送され、搬送ローラ対２２、２４からレジストローラ対（レジストレーションローラ対）２３に搬送される。記録材Ｐは、先端をレジストユニット２１のレジストローラ対２３に倣わせてループを形成することで、斜行が補正される。その後、レジストローラ対２３は、中間転写ベルト３１上のトナー像と同期を取って、記録材Ｐを中間転写ベルト３１と二次転写外ローラ３５との間の二次転写部Ｔ２に搬送する。二次転写部Ｔ２には、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写外ローラ３５と対向配置された二次転写内ローラ３４が配置されている。そして、中間転写ベルト３１と二次転写外ローラ３５とで、記録材を挟持して搬送する二次転写部（ニップ部）Ｔ２を形成する。

中間転写ベルト３１上のカラーのトナー像は、二次転写部Ｔ２において、所定の加圧力と静電的負荷バイアスが付与されることで、記録材Ｐに転写される。転写後、中間転写ベルト３１上に残った僅かな残トナーは、転写クリーナ３６によって除去回収され、中間転写ベルト３１は、再び、次の画像形成に備える。記録材Ｐ上に転写されたトナー像は、定着装置４０によって、加熱加圧されることで定着され、搬送ローラ対４２、４３を通って、排出ローラ対４１により排出トレイ５０上に排出される。

定着装置４０は、例えば、内部にハロゲンヒータなどの熱源を有する定着ローラ４０ａと、定着ローラ４０ａとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラ４０ｂとを備える。そして、定着ニップ部に搬送された記録材上のトナー像を加圧、加熱することで、記録材上に定着させる。

［転写ユニット］
ベルト搬送装置としての転写ユニット３０は、上述のように中間転写ベルト３１、一次転写ローラ１７、二次転写外ローラ３５などを備える。中間転写ベルト３１は、回転する無端状のベルト部材で、複数の張架ローラにより張架されている。本実施形態では、複数の張架ローラは、中間転写ベルト３１を回転駆動する駆動ローラでもある二次転写内ローラ３４、従動ローラである二次転写前ローラ３８、ステアリングローラ３２及びステアリングローラ３２下流の張架ローラ３９である。二次転写前ローラ３８は、中間転写ベルト３１の回転方向に関して二次転写部Ｔ２の上流に配置される。

一方、複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラであるステアリングローラ３２は、中間転写ベルト３１を挟んで転写クリーナ３６と対向配置される。ステアリングローラ３２は、不図示のばねなどのテンション付与部によって付勢され、ステアリングローラ３２の外周面が中間転写ベルト３１の内周面に対して圧接して、中間転写ベルト３１にベルトテンションを付与する構成となっている。

このような転写ユニット３０は、不図示の接離機構により、中間転写ベルト３１を一部の感光ドラム１１に対して接触及び離間可能に構成されている。即ち、全ての画像形成ステーションでトナー像を形成するフルカラーモードでは、中間転写ベルト３１を全ての感光ドラム１１に接触させる。そして、全ての色のトナー像を中間転写ベルト３１に順次重ねて転写できるようにする。一方、ブラック単色の画像を形成するモノクロモードの場合、カラーの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１１と中間転写ベルト３１を離間させ、ブラックの画像形成ステーションの感光ドラム１１にのみ中間転写ベルト３１を接触させる。そして、ブラックのトナー像のみを中間転写ベルト３１に転写できるようにする。

このようなモノクロモードの場合、カラーの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃに対応する一次転写ローラ１７及びステアリングローラ３２下流の張架ローラ３９を移動させることで、中間転写ベルト３１を一部の感光ドラムから離間させる。

［ステアリングローラ］
ステアリングローラ３２について、図２を用いて説明する。ステアリングローラ３２は、ステアリング軸を中心として傾動自在に配置され、ローラ部３７と、ローラ部３７の軸方向両端部に回転不能に設けられ、中間転写ベルト３１が巻き付いて摺動可能な摺動部としての摺動リング３３とを有する。このようなステアリングローラ３２は、詳しくは後述するように、中間転写ベルト３１が摺動リング３３と摺動する幅（掛かり幅）が変化することで傾動して、中間転写ベルト３１を回転方向と交差する幅方向に移動させる。

ステアリングローラ３２は、ローラ部３７の軸方向中央部に設けられたステアリング軸に回動自在となるように、転写クリーナ３６に支持される。ステアリング軸は、ステアリングローラ３２の中心軸と直交し、ステアリングローラ３２が中間転写ベルト３１を付勢する方向と交差する方向に傾動するように配置されている。そして、ステアリングローラ３２がステアリング軸を中心に傾動することで中間転写ベルト３１の軌道が変化して、中間転写ベルト３１が幅方向に移動する（ベルト自動ステアリング）。

ローラ部３７は、回転自在に支持され、中間転写ベルト３１の回転駆動に伴い従動回転する。ローラ部３７の軸方向両端部には、転写クリーナ３６と一体となり、中間転写ベルト３１の回転に対し従動不能な摺動リング３３を備えている。摺動リング３３は、後述する図７（ａ）、（ｂ）に示すように、外周面がステアリングローラ３２の軸方向端部側（ローラ部３７と反対側の端部側）に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部３３ａを有する。

＜ベルト自動ステアリングの原理＞
ここで、比較例を用いてベルト自動ステアリングの原理について、図３ないし図５を用いて説明する。比較例の転写ユニット３００は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、中間転写ベルト３１０、ステアリングローラ３２０、張架ローラ３９０などを備える。ステアリングローラ３２０は、ローラ部３７０と、ローラ部３７０の軸方向両端部に回転不能に設けられ、中間転写ベルト３１０が巻き付いて摺動可能な摺動リング３３０とを有する。摺動リング３３０以外の構成は、上述の実施形態で説明した転写ユニット３０と同じである。

比較例の摺動リング３３０は、外周面が全周に亙って端部側に向かって外径が大きくなるようにテーパ状に形成されている。即ち、摺動リング３３０は、略部分円錐状に形成されている。摺動リング３３０のテーパ角は、全周に亙って同じである。なお、テーパ角は、摺動リング３３０の中心軸に対する外周面の傾斜角度である。

摺動リング３３０の外周面は、摩擦係数μ_ｓ＝０.２程度で、テーパ角１０°である。摺動リング３３０の材質としては、摺動性を有するポリアセタール（略号：ＰＯＭ）などの樹脂材料を使用しており、中間転写ベルト３１０との摩擦帯電による静電的な弊害を考慮して導電性も付与してある。ローラ部３７０の材質としては、アルミを使用しており、ローラ直径２１ｍｍ、摩擦係数μ_ｒ＝０．３程度である。

また、中間転写ベルト３１０は、上述の実施形態と同様に、ポリエーテルエーテルケトン（略号：ＰＥＥＫ）を基層とする樹脂ベルトとし、ヤング率は、２４００ＭＰａ程度である。

図３（ｂ）に示すように、ステアリングローラ３２０のステアリング軸とＹ軸とを平行とし、ステアリング軸からステアリングローラ３２０の回転軸中心に、θ分回転させたベルト巻きつき領域αの１／２位置にＹ’軸を設定する。

ステアリングローラ３２０の両端部に備えられる、テーパ状の摺動リング３３０は、中間転写ベルト３１０の回転中は、従動不能に支持されている。このため、中間転写ベルト３１０が摺動リング３３０と摺動すると、摺動リング３３０は中間転写ベルト３１０の内周面から摩擦抵抗を受ける。

図４は、比較例におけるベルト自動ステアリング機構において、矢印Ｖ方向に回転する中間転写ベルト３１０が、巻きつき角θ_ｓで摺動リング３３０に巻き付いている状態を示した模式図である。ベルト自動ステアリング機構では、ステアリングローラ３２０は、両端の摺動リング３３０と中間転写ベルト３１０のそれぞれの掛かり幅（摺動する部分の幅）の差が生じた際に、掛かり幅（摩擦力）が相対的に大きい方に傾動する。

ここで、ある巻きつき角θにおける微小巻きつき角ｄθ分に相当するベルト周長ｄｘ（幅：単位幅）について考える。中間転写ベルト３１０の回転方向に関し、ベルト周長ｄｘの上流側は緩み側なので張力Ｔ、下流側は張り側なので張力Ｔ＋ｄＴがそれぞれ接線方向に作用する。よって、微小ベルト長において、中間転写ベルト３１０が摺動リング３３０を押す力はＴ・ｄθと近似され、摩擦力ｄｆは、摺動リング３３０が摩擦係数μ_ｓを有するものとすると、以下の（１）式で表される。
ｄｆ＝μ_ｓ・Ｔ・ｄθ・・・（１）

張力Ｔは、ローラ部３７０に支配されるものであり、ローラ部３７０が摩擦係数μ_ｒを有するものとすると、ｄｔは、以下の（２）式で表される。
ｄＴ＝−μ_ｒ・Ｔ・ｄθ・・・（２）

したがって、（２）式から、ｄＴ／Ｔは、（２‘）式で表される。

よって、（２’）式を巻きつき角θｓにわたって積分すると張力Ｔは、（３）式で表される。なお、Ｔ１はθ＝０における張力である。

（１）式および（３）式から、摺動リング３３０がうける摩擦力ｄｆは、（４）式となる。

図４に示すように、摺動リング３３０の揺動方向（即ち、ステアリングローラ３２０が傾動する方向）が矢印ＳＴＲ方向である場合、巻きつき始め（θ＝０）の位置は揺動方向に対して偏角γを有することになる。したがって、（４）式で示される摩擦力ｄｆのうちＳＴＲ方向下向きの成分は、（５）式となる。

さらに、（５）式をθ＝０からθｓまで積分したものが、巻き付いている単位幅の中間転写ベルト３１０から摺動リング３３０が受けるＳＴＲ方向の摩擦力ｆ_ｉである。したがって、中間転写ベルト３１０の回転中において摺動リング３３０が中間転写ベルト３１０から受ける矢印ＳＴＲ方向下向きの摩擦力ｆ_ｉは、（６）式となる。

図５（ａ）は、比較例において、中間転写ベルト３１０が摺動リング３３０にベルト幅方向位置において中立な状態で巻きついた状態を上視で示した模式図である。図５（ａ）に示すように、中間転写ベルト３１０が矢印Ｖ方向に回転したときに、ベルト寄りを生じず、ステアリングローラ３２０の中央で中間転写ベルト３１０が搬送されている場合、両端の摺動リング３３０に作用する力は釣り合う。即ち、摺動リング３３０と中間転写ベルト３１０の掛かり幅ｗ１が両端部で同じため、中間転写ベルト３１０から摺動リング３３０が受けるＳＴＲ方向（図４）の摩擦力ｆ_ｉ・ｗ１は、同じ力となって釣り合う。

図５（ｂ）は、比較例において、中間転写ベルト３１０が摺動リング３３０にベルト幅方向位置において寄りを生じた状態で、巻きついた状態を上視で示した模式図である。図５（ｂ）に示すように、中間転写ベルト３１０が矢印Ｖ方向に回転したときに、ベルト寄りを生じ、ステアリングローラ３２０の片側に寄って中間転写ベルト３１０が搬送されている場合、両端の摺動リング３３０に作用する力は釣り合わない。例えば、ベルト寄り方向側の摺動リング３３０の中間転写ベルト３１０の掛かり幅ｗ２、もう一方側の掛かり幅０とする。このとき、摺動リング３３０はベルト寄り方向側がｆ_ｉ・ｗ２、もう一方側が０の摩擦力をＳＴＲ方向下向き（図５に示す）にそれぞれ受ける。そして、このようなステアリングローラ３２０の両端部での摩擦力差が、ステアリング軸まわりのモーメント力（ステアリングトルク）ｆ_ｉ・ｗ２・Ｌ２を生じさせる。この結果、ステアリングローラ３２０は、ベルト寄り方向側がＳＴＲ方向下向き（図４）に移動するように傾動する。

以上の原理によって生じたステアリングローラ３２０の傾動の方向は、中間転写ベルト３１０の寄りを元に戻す方向（調芯する方向）となり、自動ステアリングを行うことが可能となる。

上述した様に、比較例における摺動リング３３０は、ローラ軸方向（ローラ部３７０の回転軸線方向）の外側に向かって連続的に大径化するテーパ形状となっている。なお、ローラ部３７０の外径と摺動リング３３０の外径とを比較すると、摺動リング３３０のローラ部３７０に隣接する部分の外径は、ローラ部３７０の外径と等しい。そして、摺動リング３３０は、外側に向かって、ローラ部３７０の外径よりも徐々に大きくなっている。即ち、摺動リング３３０は、中間転写ベルト３１０と接触する領域がローラ軸方向において外側に向かうと、中間転写ベルト３１０との摩擦部と回転軸線との距離が大きくなるような傾斜部を有している。

また、中間転写ベルト３１０の幅は、ローラ部３７０の幅よりも広く、かつステアリングローラ３２０（ローラ部３７０＋両端の摺動リング３３０）の幅よりも狭い。即ち、ステアリングローラ３２０がＳＴＲ方向に傾斜しないような状態にあるとき、中間転写ベルト３１０と摺動リング３３０の掛かり幅の関係は、図５（ａ）に示すように、両端部が等しい掛り幅ｗ１を有するものとなる。この掛り幅とは、中間転写ベルト３１０の両端部がそれぞれの摺動リング３３０に摺動する幅である。中間転写ベルト３１０の幅と両端の摺動リング３３０の関係が上述のような関係にあるとき、中間転写ベルト３１０はいずれか一方の摺動リング３３０と掛かり幅を有しながら摺擦する。このため、発生したベルト寄りに対してステアリング動作を細かく行うことができる。

更に、転写ユニット３００の構成により、摺動リング３３０のテーパ形状の大きさを調整することで、ステアリングローラ３２０の傾動の応答性が決定される。摺動リング３３０のテーパ角は、ステアリング傾動の応答性の調整、ステアリングトルクの余剰を与えるために付与されるが、テーパ角が小さすぎる場合には、構成によってはステアリングローラ３２０を傾動舵角が与えられなくなる。一方、テーパ角が大きすぎる場合には、摺動リング３３０の中間転写ベルト３１０が乗り上げていく際に、ベルト剛性が弱いと波うちが生じるといった弊害がある。このため、摺動リング３３０のテーパ角には構成によって最適値があり、中間転写ベルト３１０の材質が薄膜の樹脂フィルムである場合、摺動リング３３０のテーパ角は８〜１２°の範囲で設定されることが多い。

このように、中間転写ベルト３１０のベルト幅方向位置において中立な状態から、摩擦力のバランス差を検知できる構成とすることで、急激なステアリング動作を抑え、ステアリングローラ３２０の自動傾動の制御をコントロールし易くしている。

しかし、比較例の構成の場合、中間転写ベルト３１０の材料耐力（降伏応力）が低い場合には、中間転写ベルト３１０が摺動リング３３０に乗り上げたとき、摺動リング３３０に巻きつく中間転写ベルト３１０のエッジ部にひずみが生じ易い。このため、中間転写ベルト３１の寿命低下の懸念がある。また、中間転写ベルト３１０の厚みが薄い場合には、中間転写ベルト３１０が波うち易くなるため、中間転写ベルト３１０の端部にせん断ストレスが生じ易くなり、クラック発生の懸念がある。このように比較例の構成では、中間転写ベルト３１０の寿命の観点から、中間転写ベルト３１０の耐力（降伏応力）や厚みの制限を受けやすいといった課題がある。

図６は、ポリイミド薄膜フィルムとポリエーテルエーテルケトン薄膜フィルムでの疲労限度曲線（Ｓ−Ｎ曲線）を示した図である。材料耐力として、ポリイミド薄膜フィルムの降伏応力は１４０ＭＰａ程度、ポリエーテルエーテルケトン薄膜フィルムの降伏応力は７０ＭＰａ程度である。図６に示すように、負荷応力が高くなると、耐力が低いポリエーテルエーテルケトン薄膜フィルムの方が、寿命が低下しやすい。

このように、ベルト自動ステアリングの構成に、材料耐力が低い中間転写ベルトを採用する場合、ステアリング性能を低下させずに、摺動リングに巻きつく中間転写ベルトのエッジ部のひずみ、端部の変形ストレスを低減できる構成が望ましい。

［本実施形態の転写ユニットの詳しい構成］
本実施形態の転写ユニット３０の詳しい構成について、図７（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、本実施形態について以下で説明する以外の構成は、上述の比較例の構成とほぼ同じである。図７（ａ）は、本実施形態において、テーパ部３３ａを有する摺動リング３３に中間転写ベルト３１が巻きついた状態を示した斜視図である。図７（ｂ）は、本実施形態において、テーパ部３３ａを有する摺動リング３３のテーパ角大領域βの配置を示した側面図である。比較例では、摺動リング３３０のベルト巻きつき領域全域をテーパ状としていたのに対し、本実施形態においては、図７（ｂ）に示すように、摺動リング３３のテーパ部３３ａは、ベルト巻きつき領域αの一部にテーパ角大領域βを有している。

なお、摺動リング３３のテーパ部３３ａは、摩擦係数μ_ｓ＝０.２程度である。摺動リング３３の材質としては、摺動性を有するポリアセタール（略号：ＰＯＭ）などの樹脂材料を使用しており、中間転写ベルト３１との摩擦帯電による静電的な弊害を考慮して導電性も付与してある。

また、ステアリングローラ３２のローラ部３７の直径は、１６〜２４ｍｍが好ましい。本実施形態では、ローラ部３７の材質としては、アルミを使用しており、ローラ直径２１ｍｍ、摩擦係数μ_ｒ＝０．３程度とした。また、ローラ部３７の長さは、３４５．４ｍｍ、ステアリングローラ３２全体の長さ（ローラ部３７＋両側の摺動リング３３）は、３６４．２ｍｍとした。

また、中間転写ベルト３１は、ポリエーテルエーテルケトン（略号：ＰＥＥＫ）を基層とする樹脂ベルトとし、厚み０．０６７ｍｍ、幅３５１ｍｍ、ヤング率２４００ＭＰａ、ポアソン比０．４とした。

なお、中間転写ベルト３１の材質はポリエーテルエーテルケトンに限定されるものではない。同等のヤング率を有する材質を基層に有するベルトであれば、ポリイミド（略号：ＰＩ）などの他の樹脂材料、あるいは金属材料であっても構わない。同様に、摺動リング３３およびローラ部２７の材質についても、他の材質であってもなんら制約を受けない。

［摺動リングのテーパ部について］
本実施形態の摺動部としての摺動リング３３は、ステアリングローラ３２の軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部３３ａを有する。テーパ部３３ａは、ステアリングローラ３２の中心軸に対する傾斜角度（テーパ角）が周方向の少なくとも一部で異なるように形成されている。そして、傾斜角度が最大傾斜角度の５０％以上である領域（テーパ角大領域β）が、テーパ部３３ａの周方向における中間転写ベルト３１の巻きつき領域αの中央位置を含み、且つ、巻きつき領域αの４０％以上８０％以下の範囲に存在する。また、テーパ部３３ａの最大傾斜角度は、５°以上１５°以下であり、巻きつき領域αの周方向に関して１°あたりの傾斜角度の変化量は、−１°以上＋１°以下（±１°以下）である。また、テーパ部３３ａの最小傾斜角度は、最大傾斜角度の５０％未満である。

［テーパ角大領域を巻きつき領域の４０％以上８０％以下とした理由］
まず、テーパ角大領域βを巻きつき領域αの４０％以上８０％以下とした理由を説明する。前述したように、本実施形態では、フルカラーモードとモノクロモードとで、中間転写ベルト３１を一部の感光ドラム１１に対して接触及び離間可能としている。このため、フルカラーモードとモノクロモードとでは、ステアリングローラ３２の摺動リング３３に対する中間転写ベルト３１の巻きつき領域αが変化する。このため、巻きつき領域αに対するテーパ角大領域βが占める割合も、フルカラーモードとモノクロモードとで変化する。具体的には、モノクロモードの方が、フルカラーモードよりも巻きつき領域αが広くなる。したがって、このような点を考慮して、テーパ角大領域βを巻きつき領域αの４０％以上８０％以下としている。

次に、巻きつき領域αに対するテーパ角大領域βの占有率の下限値を４０％とした根拠は、次の通りである。ステアリングローラ３２のローラ部３７の外径を２１ｍｍ、摺動リング３３の形状を、最大となるテーパ角１５°の設定で、テーパ角を摺動リング３３の周方向に沿って滑らかに変化させた部分楕円輪郭とする。

この条件では、フルカラーモードの場合、テーパ角大領域β７８．９°、ベルト巻きつき領域α１５１．４°となり、テーパ角大領域βの占有率は、５２．１％（７８．９°÷１５１．４°×１００）となる。一方、モノクロモードの場合、テーパ角大領域β７８．９°、ベルト巻きつき領域α１７７．７°となり、テーパ角大領域βの占有率は、４４．４％（７８．９°÷１７７．７°×１００）となる。

したがって、上記の条件では、巻きつき領域αに対するテーパ角大領域βの占有率の下限値は、モノクロモードの場合の占有率４４．４％となる。本実施形態では、マージンをとって、テーパ角大領域βの占有率の下限値を４０％とした。

次に、巻きつき領域αに対するテーパ角大領域βの占有率の上限値を８０％とした根拠は、次の通りである。ステアリングローラ３２のローラ部３７の外径を２１ｍｍ、摺動リング３３の形状を、最大となるテーパ角１０°の設定で、最大テーパ角の範囲を周方向に広げ、テーパ角を摺動リング３３の周方向に沿って滑らかに変化させた部分楕円輪郭とする。なお、この形状は、後述する第２の実施形態の図１１に示すプロファイルである。

この条件では、フルカラーモードの場合、テーパ角大領域β１０４．９°、ベルト巻きつき領域α１５１．４°となり、テーパ角大領域βの占有率は、６９．３％（１０４．９°÷１５１．４°×１００）となる。したがって、上記の条件では、巻きつき領域αに対するテーパ角大領域βの占有率の上限値は、６９．３％となる。本実施形態では、更に約１０％のマージンをとって、テーパ角大領域βの占有率の上限値を８０％とした。なお、テーパ角大領域βの占有率の上限及び下限は、最大となるテーパ角が変わっても変わらない。

［テーパ部３３ａの最大傾斜角度を５°以上１５°以下とした理由］
前述したように、摺動リングのテーパ角は転写ユニットの構成によって最適値があるため、最終的には実際の装置に合わせて検討し、テーパ角が決定される。

ステアリングローラを傾動させるステアリングトルクは、ベルトと摺動リングとの間の摩擦力×アーム長（≒ステアリングローラ長の１／２）によって、そのモーメント力を発生させる。但し、摺動リングのテーパ角が小さすぎる場合には、ステアリングトルクの余剰分が不足するため、ステアリング傾動の応答性が低下する傾向にある。一方、テーパ角が大きすぎる場合には、ベルト端部のストレスが過剰になる、または、ベルト端部がテーパ形状に追従できずに、ベルト端部の一部がステアリングローラから浮いてしまう。特に、ステアリングローラと摺動リングの接続部のくびれ部分が浮きやすい。また、テーパ角が大きすぎる場合には、ベルトが幅方向に座屈し、波うちが発生しやすくなる傾向がある。

また、設計上、ステアリングローラの舵角が０．３°以上でベルトのステアリングが可能となる。ここで、後述する図９（ｂ）に示すように、テーパを全周に設けた比較例の場合、テーパ角が約５°以上でステアリング可能となる範囲になる。したがって、本実施形態の摺動リング３３のテーパ部３３ａの最大傾斜角度が５°以上であれば、ステアリングが可能となる。

このような理由により、本実施形態では、摺動リング３３のテーパ部３３ａの最大傾斜角度は、１０°中心から±５°の範囲である、５°以上１５°以下としている。なお、好ましくは、１０°中心から±２°の範囲である、８°以上１２°以下とする。

［１°あたりの傾斜角度の変化量を±１°以下とした理由］
次に、巻きつき領域αの周方向に関して１°あたりの傾斜角度（テーパ角）の変化量を−１°以上＋１°以下（±１°以下）とした理由について説明する。ステアリングローラ３２のローラ部３７の外径を２１ｍｍ、摺動リング３３の形状を、最大となるテーパ角１０°の設定で、最大テーパ角の範囲を周方向に広げ、テーパ角を摺動リング３３の周方向に沿って滑らかに変化させた楕円輪郭とする。なお、この形状は、後述する第２の実施形態の図１１に示すプロファイルである。このように最大テーパ角の範囲を広げた場合に、テーパ角の変化量が大きくなるため、本実施形態では、これを基準として、テーパ角の変化量の範囲を定めた。

図１１から摺動リングの位相（周方向の位置）に対するテーパ角の傾きから、テーパ角の変化量を算出すると、摺動リングの位相１°あたりに最大で０．７９１°の変化量となる。また、テーパ角が最大となる位置を周方向に関してずらした場合も考慮して、本実施形態では、巻きつき領域αの周方向に関して１°あたりのテーパ角の変化量を−１°以上＋１°以下（±１°以下）としている。

また、本実施形態の摺動リング３３のテーパプロファイルは、凸形状だけではなく凹形状も含む。このため、テーパ角の変化量は、増加量だけではなく減少量を含む、±１°以下、即ち、−１°以上＋１°以下とした。

［テーパ部の最小傾斜角度が最大傾斜角度の５０％未満である理由］
次に、テーパ部３３ａの最小傾斜角度が最大傾斜角度の５０％未満である理由について説明する。ベルト端部のストレスを軽減するためには、ベルト巻きつき領域αの入口と出口（周方向両端部）は、なるべく角度をつけたくない。即ち、巻きつき領域αの周方向両端部のテーパ角はできるだけ小さい方が好ましい。このため、巻きつき領域αの周方向両端部のテーパ角は、０°（即ち、テーパがないストレート形状）が最小となるテーパ角の下限になる。一方、最小となるテーパ角の上限については、上述のように、テーパ角大領域βが、最大傾斜角度の５０％以上である領域であるため、これを基準として、上限をテーパ部の最小傾斜角度を最大傾斜角度の５０％未満とした。

上述のように、テーパ部３３ａの最大傾斜角度は、５°以上１５°以下であるため、その中心値である１０°を最大傾斜角度とした場合、その５０％は５°である。したがって、この場合には、最小傾斜角度は５°未満となる。なお、例えば、テーパ部３３ａの最大傾斜角度が１５°の場合、その５０％未満は、７．５°未満となる。仮に、最小となるテーパ角７．５°未満（例えば、７．４°）であっても、巻きつき領域αの全域でテーパ角が１５°となる場合よりも、ベルト端部のストレスは軽減できる。

本実施形態では、上述の条件を満たしつつ、テーパ部３３ａは、テーパ部３３ａの周方向における巻きつき領域αのうち、周方向中央部のテーパ角が周方向両端部のテーパ角よりも大きくなるように形成されている。また、テーパ部３３ａの最大傾斜角度の位置は、テーパ部３３ａの周方向に関して巻きつき領域αの中央位置（巻きつき領域αの１／２位置）としている。更に、テーパ部３３ａは、巻きつき領域αにおいて、周方向に関して最大傾斜角度の位置から最小傾斜角度の位置まで徐々にテーパ角が小さくなるように形成されている。

より具体的には、本実施形態の摺動リング３３のテーパ部３３ａは、図８に示すようなテーパプロファイルとしている。即ち、テーパ部３３ａは、最大傾斜角度（最大テーパ角）を１０°とし、摺動リング３３のベルト巻きつき方向の位相に対してテーパ角が、最大テーパ角１０°まで略部分楕円輪郭で滑らかに変化するテーパプロファイルとした。また、最大テーパ角の位置は、図７（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置、即ち、巻きつき領域αの１／２位置である。

なお、上述した様に、摺動リング３３のベルト巻きつき領域αは、フルカラーモードとモノクロモードとで異なるが、図７（ａ）、（ｂ）および図８は、フルカラーモードの場合の巻きつき領域αを示している。

本実施形態の場合、図８のテーパプロファイルより、テーパ角大領域βは８５．１°、フルカラーモードでのベルト巻きつき領域αは１５１．４°である。このため、テーパ角大領域βのベルト巻きつき領域αに対する割合（占有率）は５６．２％となる。また、テーパ角の変化量は、図８のテーパプロファイルの傾きより、最大テーパ角に向かい、ベルト巻きつき角１°あたりに対し、最大０．１７４°の変化量となっている。なお、本実施形態の摺動リング３３のうち、図７（ｂ）のＺ´軸よりも巻きつき領域α側のテーパプロファイルは、図８に示した通りである。Ｚ´軸は、ステアリングローラ３２の中心軸及びＹ´軸に直交する軸である。一方、摺動リング３３のＺ´軸の位置及びＺ´軸よりも巻きつき領域αと反対側は、ほぼベルトと接触しないので、特に形状は問わないが、本実施形態では、テーパ角０°の円筒面としている。

［本実施形態の効果］
このような本実施形態の場合、中間転写ベルト３１のエッジ部のストレスを低減しつつ、ステアリング性能を確保できる。即ち、テーパ部３３ａは、テーパ角が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、テーパ角が最大傾斜角度の５０％以上であるテーパ角大領域βが中間転写ベルト３１の巻きつき領域αの４０％以上８０％以下である。更に、この条件に加えて、テーパ部３３ａの最大傾斜角度は、５°以上１５°以下としている。テーパ角大領域βが巻きつき領域αの４０％未満であったり、最大傾斜角度が５°未満である場合、ステアリング性能を十分に確保できない。また、テーパ角大領域βが巻きつき領域αの８０％よりも大きかったり、最大傾斜角度が１５°よりも大きい場合、中間転写ベルト３１のエッジ部のストレスを十分に低減できない。したがって、上記条件でテーパ部３３ａを形成することで、中間転写ベルト３１のエッジ部のストレスを低減しつつ、ステアリング性能を確保できる。

また、本実施形態の場合、巻きつき領域αの周方向に関して１°あたりのテーパ角の変化量を−１°以上＋１°以下としている。このため、上述の最大傾斜角度の条件、及び、テーパ角大領域βが巻きつき領域αに示す割合の条件を満たしつつ、テーパ角の変化量を滑らかにして、中間転写ベルト３１へのストレスを低減できる。

更に、テーパ部３３ａの最大傾斜角度の位置は、巻きつき領域αの中央位置とし、テーパ部３３ａは、巻きつき領域αにおいて、周方向に関して最大傾斜角度の位置から最小傾斜角度の位置まで徐々にテーパ角が小さくなるように形成されている。即ち、テーパ部３３ａは、テーパ部３３ａの周方向における巻きつき領域αのうち、周方向中央部のテーパ角が周方向両端部のテーパ角よりも大きくなるように形成されている。

このため、巻きつき領域αの入口と出口のテーパ角を小さくでき、ベルトのエッジ部のストレスを低減できる。また、ベルトが巻きつき領域αの入口から中央に向かう領域ではテーパ角が徐々に大きくなり、中央から出口に向か領域ではテーパ角が徐々に小さくなる。このため、ベルトの端部の変形が徐々に行われるため、エッジ部へのストレスがより低減される。また、後述する第３の実施形態で説明するように、テーパ部３３ａの最大傾斜角度の位置は、巻きつき領域αの中央位置とすることで、ステアリングローラの舵角を確保し易くなる。このため、ステアリング性能も十分に確保し易くなる。即ち、巻きつき領域αの中央位置のテーパ角が、ステアリング性能に最も寄与する。

［実施例］
本実施形態の効果を確認するために行ったシミュレーションについて説明する。まず、本実施形態の条件を満たす実施例と図３（ａ）、（ｂ）に示した比較例のステアリング性能を算出したシミュレーションについて説明する。

実施例において、中間転写ベルト３１が回転したときに、ベルト寄り方向側の摺動リング３３の中間転写ベルト３１の掛かり幅ｗ２＝５．６ｍｍ（Ｌ２＝１７５．８ｍｍ）とした。この場合のステアリングローラ３２の傾動舵角をシミュレーションによって算出した結果を、図９（ａ）に示す。

シミュレーションでは、摺動リング３３の図７（ｂ）に示すＹ’軸線と直交するＺ’軸線上の±９０ｄｅｇ位置（巻きつき開始（＋９０ｄｅｇ）、終了（−９０ｄｅｇ）のテーパ角を、図９（ａ）に示すように変化させた。そして、それぞれのテーパ角におけるテーパ部３３ａは、最大テーパ角を１０°に固定し、巻きつき開始、終了位置（変化）から最大テーパ角位置（固定）まで略部分楕円輪郭で滑らかに変化させるテーパプロファイルとした。また、最大テーパ角の位置は、図１（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置とした。シミュレーションでは、このような条件で、ステアリングローラ３２の傾動舵角を算出した。

したがって、図９（ａ）に示す横軸の１０ｄｅｇの位置は、図３（ｂ）に示した比較例の構成で、摺動リングの全周に亙ってテーパ角を１０°としたものに相当する。一方、横軸の０ｄｅｇの位置は、図７（ｂ）及び図８に示した本実施形態の構成に相当する。

実施例の場合、摺動リング３３のテーパ部３３ａはステアリング性能に寄与する箇所（図７（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置）に最大テーパ形状を有している。このため、図９（ａ）に示すように、Ｙ’軸線と直交するＺ’軸線上の±９０ｄｅｇ位置のテーパ角を小さくしても、ステアリングローラ３２のステアリング軸回りのモーメント（ステアリングトルク）を発生させることができる。即ち、設計上、ステアリングが可能となるステアリングローラの舵角０．３°以上とすることができる。したがって、摺動リング３３のテーパ部３３ａの最小となるテーパ角は、最大テーパ角の５０％未満としても、ステアリング性能を確保できる。

一方、比較例（図３（ａ）、（ｂ））において、中間転写ベルト３１０が回転したときに、ベルト寄り方向側の摺動リング３３０の中間転写ベルト３１０の掛かり幅ｗ２＝５．６ｍｍ（Ｌ２＝１７５．８ｍｍ）とした。この場合のステアリングローラ３２０の傾動舵角をシミュレーションによって算出した結果を、図９（ｂ）に示す。

即ち、比較例における摺動リング３３０は、全周同じテーパ角とし、テーパ角を図９（ｂ）に示すように変化させ、それぞれのテーパ角において、ステアリングローラ３２０の傾動舵角を算出した。

図９（ｂ）に示すように、テーパ角を１０°から４°に小さくした場合、ステアリングローラ３２０の舵角が半減する。これは、ステアリング性能に寄与する箇所（図３（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置）のテーパ角も小さくなるためである。ステアリング性能に寄与する箇所のテーパ角が小さくなると、ステアリングローラ３２０のステアリング軸回りのモーメント（ステアリングトルク）も小さくなってしまう。この結果、ステアリングローラ舵角をつけるステアリング性能が大きく低下してしまう。

これに対して実施例においては、摺動リング３３のテーパ部３３ａの最小となるテーパ角を、最大テーパ角の０％（即ち、図９（ａ）の横軸０°）としても、比較例における全周テーパ角５°以上のステアリング性能を備えていることがわかった。

次に、実施例と比較例とで摺動リングに巻きつく中間転写ベルトの端部の応力を算出したシミュレーションについて説明する。

実施例及び比較例において、中間転写ベルトが回転したときに、ベルト寄り方向側の摺動リングの中間転写ベルトの掛かり幅ｗ２＝５．６ｍｍ（Ｌ２＝１７５．８ｍｍ）とした。この場合で、実施例と比較例のベルト寄り方向側の摺動リングに巻きつく中間転写ベルトの端部の主応力をシミュレーションによって算出した結果を、図１０（ａ）に示す。

また、図１０（ａ）と同条件で、実施例と比較例のベルト寄り方向側の摺動リングに巻きつく中間転写ベルトの端部エッジの主応力の最大値をシミュレーションによって算出した結果を、図１０（ｂ）に示す。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す実施例の摺動リング３３は、図７（ｂ）に示すＹ’軸線と直交するＺ’軸線上の±９０ｄｅｇ位置のテーパ角２°から最大テーパ角１０°まで略部分楕円輪郭で滑らかに変化するテーパプロファイルとした。また、実施例では、最大テーパ角の位置を図７（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置とし、中間転写ベルト３１の主応力を算出した。一方、比較例の摺動リング３３０は、実施例とステアリングローラ舵角（ステアリングトルク）が同等となるように、全周に亙ってテーパ角を６°とし、同様に中間転写ベルト３１０の主応力を算出した。

図１０（ａ）に示すように、実施例では、ベルト巻きつき開始位置の主応力＋１．４ＭＰａ、ベルト巻きつき終了位置の主応力＋０．９ＭＰａ、応力振幅Δは０．５ＭＰａであった。一方、比較例では、ベルト巻きつき開始位置の主応力−４．１ＭＰａ、ベルト巻きつき終了位置の主応力−７．８ＭＰａ、応力振幅Δは３．７ＭＰａであった。更に、図１０（ｂ）に示すように、実施例でのベルト端部エッジの主応力の最大値は、＋５５．４ＭＰａとなり、比較例では、＋６２．８ＭＰａとなった。

以上より、主応力値はいずれも、実施例の方が比較例より小さくなることがわかった。これは、本実施形態によれば、摺動リング３３に巻きつく中間転写ベルト３１のエッジ部のひずみ、端部の変形ストレスを低減されることを示している。また、応力振幅の値においても、比較例よりも実施例の方が小さくなることがわかった。これは、本実施形態によれば、中間転写ベルト３１の寿命の観点からも有利であることを示している。以上より、本実施形態によれば、ステアリング性能を低下させずに、摺動リング３３に巻きつく中間転写ベルト３１のエッジ部のひずみ、端部の変形ストレスを低減することができることがわかった。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図７（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施形態の摺動リングのテーパ部のテーパプロファイルを示している。本実施形態のテーパプロファイルは、第１の実施形態の摺動リング３３のベルト巻きつき方向の位相に対し、最大テーパ角１０°の範囲を拡げたものである。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

本実施形態では、摺動リングの最大テーパ角１０°の範囲をＹ’軸（図７（ｂ））を基点として±４５°（−４５°から＋４５°）拡げたテーパプロファイルとしている。図１１に示す摺動リング３３のテーパプロファイルより、本実施形態のテーパ角大領域βは１０４．９°である。フルカラーモードでのベルト巻きつき領域αは１５１．４°であることから、テーパ角大領域βのベルト巻きつき領域αに対する割合（占有率）は６９．３％となる。また、テーパ角の変化量は、図１１に示すテーパプロファイルの傾きより、最大テーパ角に向かい、ベルト巻きつき角１°あたりに対し、最大０．７９１°の変化量となっている。

このような本実施形態の場合も、上述の第１の実施形態で説明した条件を満たすので、第１の実施形態と同様に、ステアリング性能を低下させずに、摺動リングに巻きつく中間転写ベルトのエッジ部のひずみ、端部の変形ストレスを低減できる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図７（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、図１２を用いて説明する。本実施形態では、テーパ部の最大傾斜角度の位置を、テーパ部の周方向に関して巻きつき領域αの中央位置を基準に、±４５°（−４５°以上＋４５°以下）の範囲に存在させる。即ち、最大テーパ角となる位置を、巻きつき領域αの中央位置に固定せず、この位置を中心として±４５°の範囲に存在させた場合について説明する。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様であるため、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図７（ａ）、（ｂ）に示したような構成で、最大テーパ角となる位置を、巻きつき領域αの中央位置を中心として±４５°の範囲で変化させた場合のステアリングローラ３２の傾動舵角をシミュレーションによって算出した結果を、図１２に示す。ここでは、中間転写ベルトが回転したときに、ベルト寄り方向側の摺動リングの中間転写ベルトの掛かり幅ｗ２＝５．６ｍｍ（Ｌ２＝１７５．８ｍｍ）とした。

図１２の横軸の０ｄｅｇは図７（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置（巻きつき領域αの中央位置）を、最大テーパ角の位置としたものである。また、本実施形態における摺動リングは、図７（ｂ）及び図８に示すＹ’軸線と直交するＺ’軸線上の±９０ｄｅｇ位置のテーパ角０°から最大テーパ角１０°まで楕円輪郭で滑らかにテーパ角が変化するテーパプロファイルとした。

図１２に示すように、ステアリングローラ３２の傾動舵角は、最大テーパ角の位置０ｄｅｇで最大値をとり、この位置（０ｄｅｇ）を基点に最大テーパ角の位置を変化させていくと、＋方向、−方向ともに値が緩やかに減少していくことがわかった。これにより、ベルト巻きつき領域αの中央位置（図７（ｂ）に示すＹ’軸線０ｄｅｇ位置）を、最大テーパ角の位置とすることにより、ステアリングローラ３２のステアリング軸回りのモーメントを最大に発生させることができることがわかった。

また、設計上、ステアリングが可能となるステアリングローラの舵角０．３°以上とすると、本実施形態における最大テーパ角の位置は、ベルト巻きつき領域αの中央位置を基準に±４５°の範囲で任意の位置に設定できることがわかった。

以上より、本実施形態においても、ステアリング性能を低下させずに、摺動リングに巻きつく中間転写ベルトのエッジ部のひずみ、端部の変形ストレスを低減することができる。

＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、ステアリングローラ３２のステアリング軸を、Ｙ軸（図７（ｂ））と平行な場合とした。しかしながら、ステアリング軸は、その構成に応じて適宜設定可能で、例えば、ベルト巻きつき領域の中央位置のＹ’軸（図７（ｂ））上にあっても良い。また、ステアリングローラは、複数設けても良く、この場合には、全てのステアリングローラで上述の各実施形態で説明した条件を満たすようにすることが好ましい。

上述の各実施形態は、ベルト部材が中間転写ベルトである場合について説明したが、ベルト部材は、中間転写ベルト以外に、例えば、記録材搬送ベルト、定着ベルトや加圧ベルトなど、複数のローラに張架されて回転する構成に適用可能である。なお、記録材搬送ベルトは、記録材を静電的に吸着して搬送するもので、記録材搬送ベルトを用いる構成としては、例えば、記録材搬送ベルトに担持された記録材に各感光ドラムから直接トナー像を転写する構成などがある。また、定着ベルトは、定着装置を構成する部材で、定着ベルトが加圧されることで搬送される記録材に担持されたトナー像を加熱する。更に、加圧ベルトは、定着装置の定着ローラ又は定着ベルトとの間で、記録材を加熱、加圧するための定着ニップ部を形成するベルトである。

また、上述したようなベルト搬送装置を適用可能な画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうちの複数の機能を有する複合機などである。

３０・・・転写ユニット（ベルト搬送装置）／３１・・・中間転写ベルト（ベルト部材）／３２・・・ステアリングローラ（張架ローラ）／３３・・・摺動リング（摺動部）／３３ａ・・・テーパ部／３４・・・二次転写内ローラ（張架ローラ）／３７・・・ローラ部／３８・・・二次転写前ローラ（張架ローラ）／α・・・巻きつき領域／β・・・テーパ角大領域

Claims (8)

1. 回転する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、
   前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、
   前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、
   前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、前記傾斜角度が最大傾斜角度の５０％以上である領域が、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域の中央位置を含み、且つ、前記巻きつき領域の４０％以上８０％以下の範囲に存在する、
   ことを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記最大傾斜角度は、５°以上１５°以下である、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のベルト搬送装置。
3. 前記巻きつき領域の周方向に関して１°あたりの前記傾斜角度の変化量は、−１°以上＋１°以下である、
   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. 回転する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、
   前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、
   前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、
   前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、最大傾斜角度は、５°以上１５°以下であり、前記傾斜角度が前記最大傾斜角度の５０％以上である領域が、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域の中央位置を含み、且つ、前記巻きつき領域の４０％以上８０％以下の範囲に存在し、前記巻きつき領域の周方向に関して１°あたりの前記傾斜角度の変化量は、−１°以上＋１°以下である、
   ことを特徴とするベルト搬送装置。
5. 前記テーパ部の最大傾斜角度の位置は、前記テーパ部の周方向に関して前記巻きつき領域の中央位置を基準に、±４５°の範囲に存在する、
   ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のベルト搬送装置。
6. 前記テーパ部の最大傾斜角度の位置は、前記テーパ部の周方向に関して前記巻きつき領域の中央位置である、
   ことを特徴とする、請求項５に記載のベルト搬送装置。
7. 前記テーパ部は、前記巻きつき領域において、周方向に関して最大傾斜角度の位置から最小傾斜角度の位置まで徐々に前記傾斜角度が小さくなるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載のベルト搬送装置。
8. 回転する無端状のベルト部材と、
   前記ベルト部材を張架する複数の張架ローラと、を備え、
   前記複数の張架ローラのうちの少なくとも１つの張架ローラは、傾動自在に配置され、ローラ部と、前記ローラ部の軸方向両端部に回転不能に設けられ、前記ベルト部材が巻き付いて摺動可能な摺動部とを有し、前記ベルト部材が前記摺動部と摺動する幅が変化することで傾動して、前記ベルト部材を回転方向と交差する幅方向に移動させるステアリングローラであり、
   前記摺動部は、前記ステアリングローラの軸方向端部側に向かって外径が大きくなるように傾斜したテーパ部を有し、
   前記テーパ部は、前記ステアリングローラの中心軸に対する傾斜角度が周方向の少なくとも一部で異なるように形成され、前記テーパ部の周方向における前記ベルト部材の巻きつき領域のうち、周方向中央部の前記傾斜角度が周方向両端部の前記傾斜角度よりも大きい、
   ことを特徴とするベルト搬送装置。

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