JP4149737B2 - ベルトユニット及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトユニット及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置において、紙等の印刷媒体を搬送するための転写ベルトや、ドラムユニットの感光体ドラム上に形成されたトナー像を印刷媒体に転写するために使用される中間転写体としての転写ベルトは、複数のローラに懸架されて搬送されるようになっている。
【０００３】
この場合、ベルトユニットには、モータ等の駆動源からの駆動力によって回転して転写ベルトを搬送する搬送用ドライブローラ、及び、転写ベルトに張力を付与し、ベルトによって回転させられるアイドルローラが配設される。そして、転写ベルトは、前記搬送用ドライブローラ及びアイドルローラの周りに掛け回され、張力を付与されて懸架される。そのため、前記搬送用ドライブローラが回転することによって、前記転写ベルトは搬送用ドライブローラ及びアイドルローラの周りを回るように搬送される。
【０００４】
ここで、該アイドルローラは、通常、導電性部材であるアルミニウム等から成る金属製材に切削等の機械加工を施して形成される。そして、前記アイドルローラには金属シャフトが挿入され、該金属シャフトの両端が支持フレームに取り付けられた軸受けに挿入される。これにより、前記ベルトが搬送されるとアイドルローラが滑らかに回転するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記画像形成装置のベルトユニットにおいては、アイドルローラに導電性部材としてアルミニウム等から成る金属製材を使用しているので、ベルトユニットの重量が大きくなってしまう。
【０００６】
そして、前記アイドルローラを形成するために金属材を切削する必要があり、材料費や加工費がかかってしまうので、コストが高くなってしまう。また、材料費や加工費を抑制するために、前記アイドルローラを成形型を用いて一体成形しようとすると、製造が困難になってしまう。
【０００７】
図２は従来のアイドルローラを示す図である。
【０００８】
図に示されるように、アイドルローラ１０１は、金属シャフトを挿入するための長尺の貫通孔１０２を備える中空円筒形状を有している。そのため、成形型を用いて一体成形する場合、成形型には貫通孔１０２に対応する長尺の円柱状の突起が形成される。そして、成形品としてのアイドルローラ１０１を成形型から取り外す時には、前記アイドルローラ１０１を長尺の円柱状の突起から抜き取る必要がある。
【０００９】
この場合、前記アイドルローラ１０１を抜き取りやすくするために、貫通孔１０２に抜き勾（こう）配をつける、すなわち、貫通孔１０２をテーパ状とするのが一般的である。例えば、図に示されるように、前記貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１は、他端における内径Ｄ２よりも大きくなるように形成される。なお、図において、矢印Ａはアイドルローラ１０１を抜き取る方向を示している。
【００１０】
そのため、前記貫通孔１０２に金属シャフトを挿入すると、金属シャフトの外形は一定であるので、内径の大きい部分（図において左側の部分）において、貫通孔１０２の内周面と金属シャフトの外周面との間に隙（すき）間が生じて遊びができてしまう。これにより、アイドルローラ１０１の表面が回転軸である金属シャフトの中心軸と平行でなくなってしまう。したがって、前記アイドルローラ１０１を使用すると、転写ベルトが蛇（だ）行したり、転写ベルトがアイドルローラ１０１の一端に寄ってしまう、すなわち、転写ベルトの片寄りが発生したりしてしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、重量が小さく、コストが低く、製造が容易で、かつ、高精度なベルトユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のベルトユニットにおいては、駆動源により駆動される駆動ローラと、従動ローラと、前記駆動ローラ及び従動ローラに懸架される無端状ベルトとを有するベルトユニットにおいて、前記従動ローラは、軸方向に分離可能な複数の同一形状に形成された円筒状部材から成り、該複数の円筒状部材の各々は、外筒部と、内筒部と、前記外筒部と内筒部とを連結するリブとを備え、前記内筒部は、前記軸方向の一端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に突出するように形成された突起部と、前記軸方向の他端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に凹入するように形成された凹部とを備え、隣接する円筒状部材の外筒部同士は、一方の円筒状部材の突起部が他方の円筒状部材の凹部内に進入して係合することにより、連続した円筒面を成すように結合され、前記突起部は、第１の突起部と第２の突起部とから成り、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは前記円筒面に沿った周方向の大きさが相違し、前記凹部は、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第１の突起部の周方向の大きさと対応する第１の凹部と、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第２の突起部の周方向の大きさと対応する第２の凹部とから成る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるタンデム型のカラー電子写真プリンタの構成を示す図である。
【００１５】
図に示されるように、画像形成装置としてのカラー電子写真プリンタ内には、ブラックの画像を形成するブラックのドラムユニット１３、イエローの画像を形成するイエローのドラムユニット１４、マゼンタの画像を形成するマゼンタのドラムユニット１５、及び、シアンの画像を形成するシアンのドラムユニット１６が配設される。ここで、前記四つのドラムユニット１３〜１６は、印刷媒体の搬送経路に沿ってタンデムに配設されて、それぞれにブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する。
【００１６】
そして、前記ドラムユニット１３〜１６のそれぞれには、像担持体としての感光体ドラム、該感光体ドラムの周囲に配設され、該感光体ドラムの表面に電荷を供給する帯電装置、帯電された感光体ドラムの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置が配設される。さらに、トナーを静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に搬送する現像装置、及び、感光体ドラムの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置が配設される。ここで、前記ドラムユニット１３〜１６のそれぞれにおいては、露光装置によって感光体ドラム上に形成された静電潜像が、各色に対応したトナーを有する現像装置によって可視像化されるようになっている。
【００１７】
また、１１は印刷媒体としての印刷用紙をドラムユニット１３〜１６に送り込む給紙ユニットである。ここで、印刷用紙は、画像形成装置の下方に配設された用紙カセットからホッピングローラによって一枚ずつ分離されて取り出され、レジストローラを介して、後述される無端状ベルトとしての転写ベルト１９を備えるベルトユニットとしての転写ユニット１２に給紙される。なお、前記転写ベルト１９は静電力によって印刷用紙を張り付けて保持して搬送するようになっている。これにより、印刷用紙は各ドラムユニット１３〜１６のそれぞれの感光体ドラムの下方を順次搬送される。
【００１８】
そして、各感光体ドラムの下方には転写ローラがそれぞれ配設されていて、該転写ローラによって感光体ドラム上のトナー像を印刷用紙に付着させるようになっている。このように、順次四つのドラムユニット１３〜１６によって各色のトナー像が印刷用紙上に重ね合わせられて画像が形成される。
【００１９】
その後、印刷用紙は、該印刷用紙にトナーを定着させるための定着ユニット１７に搬送され、該定着ユニット１７によってトナーが定着される。そして、印刷用紙は、図示されない排紙ユニットによって画像形成装置外に排出される。
【００２０】
このような構成の画像形成装置によって、印刷用紙にカラー画像を形成することができる。
【００２１】
次に、前記転写ユニット１２の構成について説明する。
【００２２】
図４は本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの要部斜視図である。
【００２３】
図４に示されるように、ベルトユニットとしての転写ユニット１２は、メインフレーム１８、無端状ベルトとしての転写ベルト１９、該転写ベルト１９を搬送するローラとしてのドライブローラ２０及び前記転写ベルト１９に張力を与えているローラとしてのアイドルローラ２１を有する。ここで、前記ドライブローラ２０は、図示されないドライブギヤを備え、前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられる。そして、画像形成装置に配設された図示されないモータ等の駆動源からの駆動力が、ギヤトレイン等の伝達機構を介して前記ドライブギヤに伝達されることによって、前記ドライブローラ２０は回転して転写ベルト１９を搬送するようになっている。
【００２４】
また、該転写ベルト１９は、前記ドライブローラ２０及びアイドルローラ２１の周りに掛け回され、該アイドルローラ２１によって張力を付与されて懸架される。そのため、前記ドライブローラ２０が回転することによって、前記転写ベルト１９は、ドライブローラ２０及びアイドルローラ２１の周りを回るように搬送される。
【００２５】
そして、該アイドルローラ２１は、図５に示されるような左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６を介して前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられている。そのため、前記転写ベルト１９が搬送されるとアイドルローラ２１が滑らかに回転する。
【００２６】
次に、前記アイドルローラ２１の構成について説明する。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの概略の構成を示す斜視図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す斜視図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態の端面を示す図である。
【００２８】
図６に示されるように、アイドルローラ２１は、全体として長尺の中空円筒形状を有し、中心に形成された貫通孔に回転軸としての金属製のシャフト２２が挿入されている。そして、該シャフト２２には、軸方向にほぼ垂直な方向に延在する回転止ピン２３が挿入されている。該回転止ピン２３の両端は、シャフト２２の外周面が突出して、アイドルローラ２１内部に形成された溝に引っ掛かるようになっている。これにより、アイドルローラ２１とシャフト２２との相対的な回転が防止され、アイドルローラ２１とシャフト２２とは一体的に回転する。なお、前記アイドルローラ２１は、少なくとも周面が、例えば、ポリアセタールのような絶縁材として機能する樹脂材料から形成されている。
【００２９】
本実施の形態において、アイドルローラ２１は、図１に示されるように、軸方向に複数個の部材としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃに分割されている。ここで、該ローラ部材２１ａ〜２１ｃの数が三つである場合について説明するが、アイドルローラ２１を構成する部材の数は、いくつであってもよく、二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。すなわち、前記アイドルローラ２１の分割数は適宜設定することができる。
【００３０】
この場合、ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さが１５０〔ｍｍ〕以下となるように分割数を設定することが望ましい。例えば、印刷媒体としての印刷用紙がＡ４サイズである場合、該印刷用紙の短辺（２１０〔ｍｍ〕）に対応させて、軸方向の長さが７２〔ｍｍ〕のローラ部材を三個結合してアイドルローラ２１を構成することがより望ましい。また、印刷用紙がＡ３サイズである場合には、該印刷用紙の短辺（２９７〔ｍｍ〕）に対応させて、軸方向の長さが７６〔ｍｍ〕のローラ部材を四個結合してアイドルローラ２１を構成することがより望ましい。
【００３１】
ここで、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに分離可能に結合されている。図７、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には突出する爪（つめ）３２が形成され、他端には該爪３２に嵌（かん）合する溝３３が形成されている。そして、前記爪３２と溝３３とを嵌合させることによって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合される。この場合、前記爪３２と溝３３との形状によって、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、相対的な回転が防止され、一体的に回転するようになっている。
【００３２】
そのため、図１に示されるように、前記回転止ピン２３が一つしかなく、例えば、ローラ部材２１ａのみの内部に形成された溝に引っ掛かるようになっている場合であっても、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃはシャフト２２と一体的に回転する。これにより、ローラ部材２１ａは、シャフト２２に対する軸方向位置が規制されるとともに、シャフト２２の回転動力をローラ部材２１ｂ及び２１ｃに伝達することができる。
【００３３】
なお、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの内部は、図９に示されるように、ほぼ中空であり、シャフト２２が圧入される貫通孔２７ａを備える内筒２７と円筒状の外周壁である外筒２９とを連結する放射状のリブ２４が複数個形成されている。これにより、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは十分な強度を維持しつつ重量を小さくすることができる。したがって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃによって構成されるアイドルローラ２１の重量を小さくすることができる。
【００３４】
さらに、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、爪３２及び溝３３はシャフト２２が圧入される内筒２７に一体的に形成され、周囲に前記リブ２４が形成されている。そのため、前記爪３２及び溝３３の強度が向上して変形し難いので、ローラ部材２１ａ〜２１ｃ同士の結合箇所において、がたつきや撓（たわ）みが発生することなく、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは相互に結合される。
【００３５】
また、図５に示されるように、アイドルローラ２１の両端は、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって、シャフト２２に対する軸方向位置が規制されている。そのため、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、互いに分離することがない。したがって、該結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、一体的に回転する。
【００３６】
次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。
【００３７】
まず、給紙ユニット１１において用紙カセットに堆（たい）積した状態で収納されている紙等の印刷媒体がホッピングローラによって、上から一枚ずつ分離されて搬送される。続いて、前記印刷媒体は、レジストローラ及びピンチローラに挟持されて、ブラックのドラムユニット１３に向けて搬送される。その後、印刷媒体は転写ユニット１２の転写ベルト１９に静電力によって保持されるとともに、感光体ドラムの回転によって搬送される。
【００３８】
また、同様に、印刷媒体はイエローのドラムユニット１４、マゼンタのドラムユニット１５、及び、シアンのドラムユニット１６を通過する。この場合、印刷媒体は、前記転写ベルト１９によって安定して搬送されるので、順次各色のドラムユニット１３〜１６を通過する時に、各色のトナー像が印刷媒体上に正確に重ね合わせられる。
【００３９】
そして、印刷媒体上に各色のトナー像が重ね合わせられた後、定着ユニット１７によってトナー像が定着され、印刷媒体は、排紙ユニットによって画像形成装置外に排出される。これにより、色ずれのない優れたカラー画像が印刷媒体上に形成される。
【００４０】
この場合、前記転写ユニット１２においては、画像形成装置に配設されたモータ等の駆動源からの駆動力が、ギヤトレイン等の伝達機構を介してドライブギヤに伝達されることによって、ドライブローラ２０が回転して転写ベルト１９を搬送するようになっている。
【００４１】
また、アイドルローラ２１は、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６を介して前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられているので、前記転写ベルト１９が搬送されるとアイドルローラ２１が滑らかに回転する。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１は、軸方向に複数個の部材としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃに分割されている。そのため、製造が容易であり、かつ、寸法精度が高く、アイドルローラ２１の表面と回転軸であるシャフト２２の中心軸とが常に平行となる。
【００４３】
次に、その理由を詳細に説明する。
【００４４】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラを成形するための成形型の断面図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第１の図、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第２の図である。
【００４５】
アイドルローラ２１を構成するローラ部材２１ａ〜２１ｃは、シャフト２２を圧入するための貫通孔２７ａを備える内筒２７を有している。そのため、図１０に示されるような成形型３６を用いてローラ部材２１ａ〜２１ｃを一体成形する場合、成形型３６には貫通孔２７ａに対応する円柱状の突起３６ａが形成される。そして、成形品としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃを成形型３６から取り外す時には、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを円柱状の突起３６ａから抜き取る必要がある。
【００４６】
この場合、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを抜き取りやすくするために、図１１（ｂ）に示されるように、貫通孔２７ａに抜き勾配をつける、すなわち、貫通孔２７ａをテーパ状とする。そのため、前記貫通孔２７ａの一端における内径Ｄ３は、他端における内径Ｄ４よりも大きくなるように形成される。
【００４７】
ところで、「発明が解決しようとする課題」において説明した従来のアイドルローラ１０１も、図１１（ａ）に示されるように、テーパ状の貫通孔１０２を備えており、該貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１は、他端における内径Ｄ２よりも大きくなるように形成される。そのため、前記貫通孔１０２にシャフト１０３を挿入すると、該シャフト１０３の外形は一定であるので、図１２に示されるように、内径の大きい部分において、貫通孔１０２の内周面とシャフト１０３の外周面との間に隙間が生じて遊びができてしまう。なお、図１２は説明のために、誇張して描かれている。これにより、アイドルローラ１０１の表面が回転軸であるシャフト１０３の中心軸と平行でなくなってしまう。したがって、前記アイドルローラ１０１を使用すると、転写ベルトが蛇行したり、転写ベルトがアイドルローラ１０１の一端に寄ってしまう現象である転写ベルトの片寄りが発生したりしてしまう。
【００４８】
しかし、図１１（ｂ）に示されるようなローラ部材２１ａ〜２１ｃは、アイドルローラ２１を分割したものなので、図１１（ａ）に示されるような従来のアイドルローラ１０１よりも、軸方向の長さが短くなっている。そのため、貫通孔２７ａの一端における内径Ｄ３と他端における内径Ｄ４との差が、貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１と他端における内径Ｄ２との差よりも小さくなっている。すなわち、（Ｄ１−Ｄ２）＞（Ｄ３−Ｄ４）となっている。
【００４９】
そのため、本実施の形態において、貫通孔２７ａの内径の大きい部分においても、貫通孔２７ａの内周面とシャフト２２の外周面との間の隙間は極めて小さくなり、ほとんど遊びが生じることがない。前述されたように、本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さが１５０〔ｍｍ〕以下となるように分割数が設定されることが望ましい。これは、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さを１５０〔ｍｍ〕以下とすると、成形型３６を用いてローラ部材２１ａ〜２１ｃを一体成形するために貫通孔２７ａにつけた抜き勾配によって、貫通孔２７ａの内周面とシャフト２２の外周面との間に遊びが生じても、アイドルローラ２１の表面とシャフト２２の中心軸との非平行度が実質上影響を及ぼさないためである。
【００５０】
さらに、印刷媒体としての印刷用紙がＡ４サイズである場合、該印刷用紙の短辺に対応させて、軸方向の長さが７２〔ｍｍ〕のローラ部材２１ａ〜２１ｃを結合してアイドルローラ２１を構成すると、アイドルローラ２１の表面とシャフト２２の中心軸との非平行度が極めてわずかなものとなる。また、印刷用紙がＡ３サイズである場合に、軸方向の長さが７６〔ｍｍ〕のローラ部材を四個結合してアイドルローラ２１を構成する場合も同様である。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１の表面と回転軸であるシャフト２２の中心軸とが常に平行となる。したがって、本実施の形態においては、転写ベルト１９が蛇行することがなく、また、転写ベルト１９がアイドルローラ２１の一端に寄ってしまう現象である転写ベルトの片寄りが発生することもない。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、アイドルローラ２１の材質に絶縁材を使用して説明したが、転写ベルト１９に蓄積された電荷を放電する必要がある場合には、導電物質を添加した樹脂等を用いてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００５４】
図１３は本発明の第２の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【００５５】
本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には、図１３（ａ）に示されるように、突出する二つの爪４２及び爪４３が形成されている。ここで、前記爪４２及び爪４３は、図１３（ｂ）に示されるように、大きさが相違する。この場合、爪４２の方が爪４３よりも大きくなっている。
【００５６】
これに伴って、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの他端に形成された溝４４及び溝４５も、図１３（ｃ）に示されるように、大きさが相違する。この場合、爪４２に嵌合する溝４４の方が爪４３に嵌合する溝４５よりも大きくなっている。
【００５７】
そのため、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを互いに結合する場合、隣接するローラ部材同士の中心軸回りの回転角度が常に同一となる。したがって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃはすべて同一の方向に偏心する。
【００５８】
すなわち、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを同一の成形型３６を用いて一体成形する時に、不可避的な成形誤差によって成形品としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃにおける貫通孔２７ａの位置に偏心が生じた場合であっても、本実施の形態においては、隣接するローラ部材同士の中心軸回りの回転角度が常に同一となるので、偏心の位相を合わせることができる。これにより、ローラ部材２１ａ〜２１ｃを結合して構成されるアイドルローラ２１の振れを最小限に抑えることができる。
【００５９】
このように、本実施の形態においては、ローラ部材２１ａ〜２１ｃに形成された爪４２及び爪４３の大きさが相違するので、アイドルローラ２１の振れを最小限に抑えることができる。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００６１】
図１４は本発明の第３の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【００６２】
本実施の形態において、シャフト２２の両端は、図１４に示されるように、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に固定されている。そして、アイドルローラ２１を構成するローラ部材２１ａ〜２１ｃはシャフト２２に対して回転可能になっている。すなわち、該シャフト２２はローラ部材２１ａ〜２１ｃの貫通孔２７ａに相対的に回転可能な状態で挿入されている。
【００６３】
また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合されてアイドルローラ２１を構成し、該アイドルローラ２１の両端は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって挟まれて規制されている。そのため、アイドルローラ２１は軸方向には移動不能な構造になっている。そして、シャフト２２は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって固定されているので、アイドルローラ２１だけが回転する。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１をシャフト２２の外周を回転可能にしているので、シャフト２２を左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に対して回転させるための専用の軸受けを省略することができ、ベルトユニットとしての転写ユニット１２の構成を簡素化し、コストを低くすることができる。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００６６】
図１５は本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図、図１６は本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【００６７】
本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には、図１５（ａ）に示されるように、突出する円筒状の爪５２が形成されている。また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの他端には、図１５（ｂ）に示されるように、前記円筒状の爪５２に嵌合する拡径部５３が形成される。ここで、前記円筒状の爪５２の内径は、シャフト２２の外径よりもわずかに大きいが、爪５２の内周面とシャフト２２の外周面との間にほとんど遊びが生じない程度となっている。
【００６８】
また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの内筒２７の内径は、前記拡径部５３の内径以上の大きさである。なお、前記内筒２７を省略することもできる。
【００６９】
そして、前記第３の実施の形態と同様に、シャフト２２の両端は、図１６に示されるように、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に固定されている。そして、アイドルローラ２１がシャフト２２の外周に回転可能に取り付けられている。この場合、図１６に示されるように、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端に形成された円筒状の爪５２の内周面だけがシャフト２２の外周面に接触するようになっている。なお、図１６における右端に位置するローラ部材２１ｃの拡径部５３には、ブッシュ５７が挿入され、該ブッシュ５７の内周面がシャフト２２の外周面に接触する。
【００７０】
また、前記第３の実施の形態と同様に、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合されてアイドルローラ２１を構成し、該アイドルローラ２１の両端は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって挟まれて規制されている。そのため、アイドルローラ２１は軸方向には移動不能な構造になっている。そして、シャフト２２は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって固定されているので、アイドルローラ２１だけが回転する。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端に形成された円筒状の爪５２の内周面及びブッシュ５７の内周面だけがシャフト２２の外周面に接触するようになっている。そのため、シャフト２２の外周面との接触面積を小さくすることできるので、アイドルローラ２１が回転する場合の摩擦抵抗を小さくなる。したがって、アイドルローラ２１を回転させる場合の摩擦負荷を小さくすることができ、ベルトユニットとしての転写ユニット１２において転写ベルト１９を搬送するための駆動力のマージンを増加することができる。
【００７２】
なお、前記第１〜第４の実施の形態においては、ベルトユニットによって印刷媒体を搬送し、該印刷媒体に直接トナー画像を転写する画像形成装置に適用した例について説明したが、本発明は、ベルトユニットのベルトに一旦（たん）トナー画像を転写し、その後、印刷媒体に再度転写を行う、いわゆる、中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【００７３】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置に用いられるベルトユニットにおいては、駆動源により駆動される駆動ローラと、従動ローラと、前記駆動ローラ及び従動ローラに懸架される無端状ベルトとを有するベルトユニットにおいて、前記従動ローラは、軸方向に分離可能な複数の同一形状に形成された円筒状部材から成り、該複数の円筒状部材の各々は、外筒部と、内筒部と、前記外筒部と内筒部とを連結するリブとを備え、前記内筒部は、前記軸方向の一端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に突出するように形成された突起部と、前記軸方向の他端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に凹入するように形成された凹部とを備え、隣接する円筒状部材の外筒部同士は、一方の円筒状部材の突起部が他方の円筒状部材の凹部内に進入して係合することにより、連続した円筒面を成すように結合され、前記突起部は、第１の突起部と第２の突起部とから成り、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは前記円筒面に沿った周方向の大きさが相違し、前記凹部は、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第１の突起部の周方向の大きさと対応する第１の凹部と、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第２の突起部の周方向の大きさと対応する第２の凹部とから成る。
【００７５】
この場合、複数の部材を組み合わせてローラを構成することができるので、ローラの重量が小さく、コストが低く、製造が容易で、かつ、精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの斜視図である。
【図２】従来のアイドルローラを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるタンデム型のカラー電子写真プリンタの構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの要部斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの概略の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態の端面を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラを成形するための成形型の断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第１の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第２の図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【符号の説明】
１２ 転写ユニット
１９ 転写ベルト
２０ ドライブローラ
２１ アイドルローラ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ ローラ部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトユニット及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置において、紙等の印刷媒体を搬送するための転写ベルトや、ドラムユニットの感光体ドラム上に形成されたトナー像を印刷媒体に転写するために使用される中間転写体としての転写ベルトは、複数のローラに懸架されて搬送されるようになっている。
【０００３】
この場合、ベルトユニットには、モータ等の駆動源からの駆動力によって回転して転写ベルトを搬送する搬送用ドライブローラ、及び、転写ベルトに張力を付与し、ベルトによって回転させられるアイドルローラが配設される。そして、転写ベルトは、前記搬送用ドライブローラ及びアイドルローラの周りに掛け回され、張力を付与されて懸架される。そのため、前記搬送用ドライブローラが回転することによって、前記転写ベルトは搬送用ドライブローラ及びアイドルローラの周りを回るように搬送される。
【０００４】
ここで、該アイドルローラは、通常、導電性部材であるアルミニウム等から成る金属製材に切削等の機械加工を施して形成される。そして、前記アイドルローラには金属シャフトが挿入され、該金属シャフトの両端が支持フレームに取り付けられた軸受けに挿入される。これにより、前記ベルトが搬送されるとアイドルローラが滑らかに回転するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記画像形成装置のベルトユニットにおいては、アイドルローラに導電性部材としてアルミニウム等から成る金属製材を使用しているので、ベルトユニットの重量が大きくなってしまう。
【０００６】
そして、前記アイドルローラを形成するために金属材を切削する必要があり、材料費や加工費がかかってしまうので、コストが高くなってしまう。また、材料費や加工費を抑制するために、前記アイドルローラを成形型を用いて一体成形しようとすると、製造が困難になってしまう。
【０００７】
図２は従来のアイドルローラを示す図である。
【０００８】
図に示されるように、アイドルローラ１０１は、金属シャフトを挿入するための長尺の貫通孔１０２を備える中空円筒形状を有している。そのため、成形型を用いて一体成形する場合、成形型には貫通孔１０２に対応する長尺の円柱状の突起が形成される。そして、成形品としてのアイドルローラ１０１を成形型から取り外す時には、前記アイドルローラ１０１を長尺の円柱状の突起から抜き取る必要がある。
【０００９】
この場合、前記アイドルローラ１０１を抜き取りやすくするために、貫通孔１０２に抜き勾（こう）配をつける、すなわち、貫通孔１０２をテーパ状とするのが一般的である。例えば、図に示されるように、前記貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１は、他端における内径Ｄ２よりも大きくなるように形成される。なお、図において、矢印Ａはアイドルローラ１０１を抜き取る方向を示している。
【００１０】
そのため、前記貫通孔１０２に金属シャフトを挿入すると、金属シャフトの外形は一定であるので、内径の大きい部分（図において左側の部分）において、貫通孔１０２の内周面と金属シャフトの外周面との間に隙（すき）間が生じて遊びができてしまう。これにより、アイドルローラ１０１の表面が回転軸である金属シャフトの中心軸と平行でなくなってしまう。したがって、前記アイドルローラ１０１を使用すると、転写ベルトが蛇（だ）行したり、転写ベルトがアイドルローラ１０１の一端に寄ってしまう、すなわち、転写ベルトの片寄りが発生したりしてしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、重量が小さく、コストが低く、製造が容易で、かつ、高精度なベルトユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のベルトユニットにおいては、駆動源により駆動される駆動ローラと、従動ローラと、前記駆動ローラ及び従動ローラに懸架される無端状ベルトとを有するベルトユニットにおいて、前記従動ローラは、軸方向に分離可能な複数の同一形状に形成された円筒状部材から成り、該複数の円筒状部材の各々は、外筒部と、内筒部と、前記外筒部と内筒部とを連結するリブとを備え、前記内筒部は、前記軸方向の一端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に突出するように形成された突起部と、前記軸方向の他端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に凹入するように形成された凹部とを備え、隣接する円筒状部材の外筒部同士は、一方の円筒状部材の突起部が他方の円筒状部材の凹部内に進入して係合することにより、連続した円筒面を成すように結合され、前記突起部は、第１の突起部と第２の突起部とから成り、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは前記円筒面に沿った周方向の大きさが相違し、前記凹部は、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第１の突起部の周方向の大きさと対応する第１の凹部と、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第２の突起部の周方向の大きさと対応する第２の凹部とから成る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるタンデム型のカラー電子写真プリンタの構成を示す図である。
【００１５】
図に示されるように、画像形成装置としてのカラー電子写真プリンタ内には、ブラックの画像を形成するブラックのドラムユニット１３、イエローの画像を形成するイエローのドラムユニット１４、マゼンタの画像を形成するマゼンタのドラムユニット１５、及び、シアンの画像を形成するシアンのドラムユニット１６が配設される。ここで、前記四つのドラムユニット１３〜１６は、印刷媒体の搬送経路に沿ってタンデムに配設されて、それぞれにブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する。
【００１６】
そして、前記ドラムユニット１３〜１６のそれぞれには、像担持体としての感光体ドラム、該感光体ドラムの周囲に配設され、該感光体ドラムの表面に電荷を供給する帯電装置、帯電された感光体ドラムの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置が配設される。さらに、トナーを静電潜像が形成された感光体ドラムの表面に搬送する現像装置、及び、感光体ドラムの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置が配設される。ここで、前記ドラムユニット１３〜１６のそれぞれにおいては、露光装置によって感光体ドラム上に形成された静電潜像が、各色に対応したトナーを有する現像装置によって可視像化されるようになっている。
【００１７】
また、１１は印刷媒体としての印刷用紙をドラムユニット１３〜１６に送り込む給紙ユニットである。ここで、印刷用紙は、画像形成装置の下方に配設された用紙カセットからホッピングローラによって一枚ずつ分離されて取り出され、レジストローラを介して、後述される無端状ベルトとしての転写ベルト１９を備えるベルトユニットとしての転写ユニット１２に給紙される。なお、前記転写ベルト１９は静電力によって印刷用紙を張り付けて保持して搬送するようになっている。これにより、印刷用紙は各ドラムユニット１３〜１６のそれぞれの感光体ドラムの下方を順次搬送される。
【００１８】
そして、各感光体ドラムの下方には転写ローラがそれぞれ配設されていて、該転写ローラによって感光体ドラム上のトナー像を印刷用紙に付着させるようになっている。このように、順次四つのドラムユニット１３〜１６によって各色のトナー像が印刷用紙上に重ね合わせられて画像が形成される。
【００１９】
その後、印刷用紙は、該印刷用紙にトナーを定着させるための定着ユニット１７に搬送され、該定着ユニット１７によってトナーが定着される。そして、印刷用紙は、図示されない排紙ユニットによって画像形成装置外に排出される。
【００２０】
このような構成の画像形成装置によって、印刷用紙にカラー画像を形成することができる。
【００２１】
次に、前記転写ユニット１２の構成について説明する。
【００２２】
図４は本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの要部斜視図である。
【００２３】
図４に示されるように、ベルトユニットとしての転写ユニット１２は、メインフレーム１８、無端状ベルトとしての転写ベルト１９、該転写ベルト１９を搬送するローラとしてのドライブローラ２０及び前記転写ベルト１９に張力を与えているローラとしてのアイドルローラ２１を有する。ここで、前記ドライブローラ２０は、図示されないドライブギヤを備え、前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられる。そして、画像形成装置に配設された図示されないモータ等の駆動源からの駆動力が、ギヤトレイン等の伝達機構を介して前記ドライブギヤに伝達されることによって、前記ドライブローラ２０は回転して転写ベルト１９を搬送するようになっている。
【００２４】
また、該転写ベルト１９は、前記ドライブローラ２０及びアイドルローラ２１の周りに掛け回され、該アイドルローラ２１によって張力を付与されて懸架される。そのため、前記ドライブローラ２０が回転することによって、前記転写ベルト１９は、ドライブローラ２０及びアイドルローラ２１の周りを回るように搬送される。
【００２５】
そして、該アイドルローラ２１は、図５に示されるような左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６を介して前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられている。そのため、前記転写ベルト１９が搬送されるとアイドルローラ２１が滑らかに回転する。
【００２６】
次に、前記アイドルローラ２１の構成について説明する。
【００２７】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの概略の構成を示す斜視図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す斜視図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態の端面を示す図である。
【００２８】
図６に示されるように、アイドルローラ２１は、全体として長尺の中空円筒形状を有し、中心に形成された貫通孔に回転軸としての金属製のシャフト２２が挿入されている。そして、該シャフト２２には、軸方向にほぼ垂直な方向に延在する回転止ピン２３が挿入されている。該回転止ピン２３の両端は、シャフト２２の外周面が突出して、アイドルローラ２１内部に形成された溝に引っ掛かるようになっている。これにより、アイドルローラ２１とシャフト２２との相対的な回転が防止され、アイドルローラ２１とシャフト２２とは一体的に回転する。なお、前記アイドルローラ２１は、少なくとも周面が、例えば、ポリアセタールのような絶縁材として機能する樹脂材料から形成されている。
【００２９】
本実施の形態において、アイドルローラ２１は、図１に示されるように、軸方向に複数個の部材としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃに分割されている。ここで、該ローラ部材２１ａ〜２１ｃの数が三つである場合について説明するが、アイドルローラ２１を構成する部材の数は、いくつであってもよく、二つであってもよいし、四つ以上であってもよい。すなわち、前記アイドルローラ２１の分割数は適宜設定することができる。
【００３０】
この場合、ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さが１５０〔ｍｍ〕以下となるように分割数を設定することが望ましい。例えば、印刷媒体としての印刷用紙がＡ４サイズである場合、該印刷用紙の短辺（２１０〔ｍｍ〕）に対応させて、軸方向の長さが７２〔ｍｍ〕のローラ部材を三個結合してアイドルローラ２１を構成することがより望ましい。また、印刷用紙がＡ３サイズである場合には、該印刷用紙の短辺（２９７〔ｍｍ〕）に対応させて、軸方向の長さが７６〔ｍｍ〕のローラ部材を四個結合してアイドルローラ２１を構成することがより望ましい。
【００３１】
ここで、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに分離可能に結合されている。図７、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には突出する爪（つめ）３２が形成され、他端には該爪３２に嵌（かん）合する溝３３が形成されている。そして、前記爪３２と溝３３とを嵌合させることによって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合される。この場合、前記爪３２と溝３３との形状によって、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、相対的な回転が防止され、一体的に回転するようになっている。
【００３２】
そのため、図１に示されるように、前記回転止ピン２３が一つしかなく、例えば、ローラ部材２１ａのみの内部に形成された溝に引っ掛かるようになっている場合であっても、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃはシャフト２２と一体的に回転する。これにより、ローラ部材２１ａは、シャフト２２に対する軸方向位置が規制されるとともに、シャフト２２の回転動力をローラ部材２１ｂ及び２１ｃに伝達することができる。
【００３３】
なお、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの内部は、図９に示されるように、ほぼ中空であり、シャフト２２が圧入される貫通孔２７ａを備える内筒２７と円筒状の外周壁である外筒２９とを連結する放射状のリブ２４が複数個形成されている。これにより、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは十分な強度を維持しつつ重量を小さくすることができる。したがって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃによって構成されるアイドルローラ２１の重量を小さくすることができる。
【００３４】
さらに、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、爪３２及び溝３３はシャフト２２が圧入される内筒２７に一体的に形成され、周囲に前記リブ２４が形成されている。そのため、前記爪３２及び溝３３の強度が向上して変形し難いので、ローラ部材２１ａ〜２１ｃ同士の結合箇所において、がたつきや撓（たわ）みが発生することなく、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは相互に結合される。
【００３５】
また、図５に示されるように、アイドルローラ２１の両端は、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって、シャフト２２に対する軸方向位置が規制されている。そのため、結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、互いに分離することがない。したがって、該結合されたローラ部材２１ａ〜２１ｃは、一体的に回転する。
【００３６】
次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。
【００３７】
まず、給紙ユニット１１において用紙カセットに堆（たい）積した状態で収納されている紙等の印刷媒体がホッピングローラによって、上から一枚ずつ分離されて搬送される。続いて、前記印刷媒体は、レジストローラ及びピンチローラに挟持されて、ブラックのドラムユニット１３に向けて搬送される。その後、印刷媒体は転写ユニット１２の転写ベルト１９に静電力によって保持されるとともに、感光体ドラムの回転によって搬送される。
【００３８】
また、同様に、印刷媒体はイエローのドラムユニット１４、マゼンタのドラムユニット１５、及び、シアンのドラムユニット１６を通過する。この場合、印刷媒体は、前記転写ベルト１９によって安定して搬送されるので、順次各色のドラムユニット１３〜１６を通過する時に、各色のトナー像が印刷媒体上に正確に重ね合わせられる。
【００３９】
そして、印刷媒体上に各色のトナー像が重ね合わせられた後、定着ユニット１７によってトナー像が定着され、印刷媒体は、排紙ユニットによって画像形成装置外に排出される。これにより、色ずれのない優れたカラー画像が印刷媒体上に形成される。
【００４０】
この場合、前記転写ユニット１２においては、画像形成装置に配設されたモータ等の駆動源からの駆動力が、ギヤトレイン等の伝達機構を介してドライブギヤに伝達されることによって、ドライブローラ２０が回転して転写ベルト１９を搬送するようになっている。
【００４１】
また、アイドルローラ２１は、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６を介して前記メインフレーム１８に回転可能に取り付けられているので、前記転写ベルト１９が搬送されるとアイドルローラ２１が滑らかに回転する。
【００４２】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１は、軸方向に複数個の部材としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃに分割されている。そのため、製造が容易であり、かつ、寸法精度が高く、アイドルローラ２１の表面と回転軸であるシャフト２２の中心軸とが常に平行となる。
【００４３】
次に、その理由を詳細に説明する。
【００４４】
図１０は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラを成形するための成形型の断面図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第１の図、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第２の図である。
【００４５】
アイドルローラ２１を構成するローラ部材２１ａ〜２１ｃは、シャフト２２を圧入するための貫通孔２７ａを備える内筒２７を有している。そのため、図１０に示されるような成形型３６を用いてローラ部材２１ａ〜２１ｃを一体成形する場合、成形型３６には貫通孔２７ａに対応する円柱状の突起３６ａが形成される。そして、成形品としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃを成形型３６から取り外す時には、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを円柱状の突起３６ａから抜き取る必要がある。
【００４６】
この場合、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを抜き取りやすくするために、図１１（ｂ）に示されるように、貫通孔２７ａに抜き勾配をつける、すなわち、貫通孔２７ａをテーパ状とする。そのため、前記貫通孔２７ａの一端における内径Ｄ３は、他端における内径Ｄ４よりも大きくなるように形成される。
【００４７】
ところで、「発明が解決しようとする課題」において説明した従来のアイドルローラ１０１も、図１１（ａ）に示されるように、テーパ状の貫通孔１０２を備えており、該貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１は、他端における内径Ｄ２よりも大きくなるように形成される。そのため、前記貫通孔１０２にシャフト１０３を挿入すると、該シャフト１０３の外形は一定であるので、図１２に示されるように、内径の大きい部分において、貫通孔１０２の内周面とシャフト１０３の外周面との間に隙間が生じて遊びができてしまう。なお、図１２は説明のために、誇張して描かれている。これにより、アイドルローラ１０１の表面が回転軸であるシャフト１０３の中心軸と平行でなくなってしまう。したがって、前記アイドルローラ１０１を使用すると、転写ベルトが蛇行したり、転写ベルトがアイドルローラ１０１の一端に寄ってしまう現象である転写ベルトの片寄りが発生したりしてしまう。
【００４８】
しかし、図１１（ｂ）に示されるようなローラ部材２１ａ〜２１ｃは、アイドルローラ２１を分割したものなので、図１１（ａ）に示されるような従来のアイドルローラ１０１よりも、軸方向の長さが短くなっている。そのため、貫通孔２７ａの一端における内径Ｄ３と他端における内径Ｄ４との差が、貫通孔１０２の一端における内径Ｄ１と他端における内径Ｄ２との差よりも小さくなっている。すなわち、（Ｄ１−Ｄ２）＞（Ｄ３−Ｄ４）となっている。
【００４９】
そのため、本実施の形態において、貫通孔２７ａの内径の大きい部分においても、貫通孔２７ａの内周面とシャフト２２の外周面との間の隙間は極めて小さくなり、ほとんど遊びが生じることがない。前述されたように、本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さが１５０〔ｍｍ〕以下となるように分割数が設定されることが望ましい。これは、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃのそれぞれの軸方向の長さを１５０〔ｍｍ〕以下とすると、成形型３６を用いてローラ部材２１ａ〜２１ｃを一体成形するために貫通孔２７ａにつけた抜き勾配によって、貫通孔２７ａの内周面とシャフト２２の外周面との間に遊びが生じても、アイドルローラ２１の表面とシャフト２２の中心軸との非平行度が実質上影響を及ぼさないためである。
【００５０】
さらに、印刷媒体としての印刷用紙がＡ４サイズである場合、該印刷用紙の短辺に対応させて、軸方向の長さが７２〔ｍｍ〕のローラ部材２１ａ〜２１ｃを結合してアイドルローラ２１を構成すると、アイドルローラ２１の表面とシャフト２２の中心軸との非平行度が極めてわずかなものとなる。また、印刷用紙がＡ３サイズである場合に、軸方向の長さが７６〔ｍｍ〕のローラ部材を四個結合してアイドルローラ２１を構成する場合も同様である。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１の表面と回転軸であるシャフト２２の中心軸とが常に平行となる。したがって、本実施の形態においては、転写ベルト１９が蛇行することがなく、また、転写ベルト１９がアイドルローラ２１の一端に寄ってしまう現象である転写ベルトの片寄りが発生することもない。
【００５２】
なお、本実施の形態においては、アイドルローラ２１の材質に絶縁材を使用して説明したが、転写ベルト１９に蓄積された電荷を放電する必要がある場合には、導電物質を添加した樹脂等を用いてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００５４】
図１３は本発明の第２の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【００５５】
本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には、図１３（ａ）に示されるように、突出する二つの爪４２及び爪４３が形成されている。ここで、前記爪４２及び爪４３は、図１３（ｂ）に示されるように、大きさが相違する。この場合、爪４２の方が爪４３よりも大きくなっている。
【００５６】
これに伴って、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの他端に形成された溝４４及び溝４５も、図１３（ｃ）に示されるように、大きさが相違する。この場合、爪４２に嵌合する溝４４の方が爪４３に嵌合する溝４５よりも大きくなっている。
【００５７】
そのため、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを互いに結合する場合、隣接するローラ部材同士の中心軸回りの回転角度が常に同一となる。したがって、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃはすべて同一の方向に偏心する。
【００５８】
すなわち、前記ローラ部材２１ａ〜２１ｃを同一の成形型３６を用いて一体成形する時に、不可避的な成形誤差によって成形品としてのローラ部材２１ａ〜２１ｃにおける貫通孔２７ａの位置に偏心が生じた場合であっても、本実施の形態においては、隣接するローラ部材同士の中心軸回りの回転角度が常に同一となるので、偏心の位相を合わせることができる。これにより、ローラ部材２１ａ〜２１ｃを結合して構成されるアイドルローラ２１の振れを最小限に抑えることができる。
【００５９】
このように、本実施の形態においては、ローラ部材２１ａ〜２１ｃに形成された爪４２及び爪４３の大きさが相違するので、アイドルローラ２１の振れを最小限に抑えることができる。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１及び第２の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００６１】
図１４は本発明の第３の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【００６２】
本実施の形態において、シャフト２２の両端は、図１４に示されるように、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に固定されている。そして、アイドルローラ２１を構成するローラ部材２１ａ〜２１ｃはシャフト２２に対して回転可能になっている。すなわち、該シャフト２２はローラ部材２１ａ〜２１ｃの貫通孔２７ａに相対的に回転可能な状態で挿入されている。
【００６３】
また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合されてアイドルローラ２１を構成し、該アイドルローラ２１の両端は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって挟まれて規制されている。そのため、アイドルローラ２１は軸方向には移動不能な構造になっている。そして、シャフト２２は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって固定されているので、アイドルローラ２１だけが回転する。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、アイドルローラ２１をシャフト２２の外周を回転可能にしているので、シャフト２２を左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に対して回転させるための専用の軸受けを省略することができ、ベルトユニットとしての転写ユニット１２の構成を簡素化し、コストを低くすることができる。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、第１〜第３の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００６６】
図１５は本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図、図１６は本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【００６７】
本実施の形態において、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端には、図１５（ａ）に示されるように、突出する円筒状の爪５２が形成されている。また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの他端には、図１５（ｂ）に示されるように、前記円筒状の爪５２に嵌合する拡径部５３が形成される。ここで、前記円筒状の爪５２の内径は、シャフト２２の外径よりもわずかに大きいが、爪５２の内周面とシャフト２２の外周面との間にほとんど遊びが生じない程度となっている。
【００６８】
また、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの内筒２７の内径は、前記拡径部５３の内径以上の大きさである。なお、前記内筒２７を省略することもできる。
【００６９】
そして、前記第３の実施の形態と同様に、シャフト２２の両端は、図１６に示されるように、左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６に固定されている。そして、アイドルローラ２１がシャフト２２の外周に回転可能に取り付けられている。この場合、図１６に示されるように、ローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端に形成された円筒状の爪５２の内周面だけがシャフト２２の外周面に接触するようになっている。なお、図１６における右端に位置するローラ部材２１ｃの拡径部５３には、ブッシュ５７が挿入され、該ブッシュ５７の内周面がシャフト２２の外周面に接触する。
【００７０】
また、前記第３の実施の形態と同様に、ローラ部材２１ａ〜２１ｃは互いに結合されてアイドルローラ２１を構成し、該アイドルローラ２１の両端は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって挟まれて規制されている。そのため、アイドルローラ２１は軸方向には移動不能な構造になっている。そして、シャフト２２は左側ガイド部材２５及び右側ガイド部材２６によって固定されているので、アイドルローラ２１だけが回転する。
【００７１】
このように、本実施の形態においては、それぞれのローラ部材２１ａ〜２１ｃの一端に形成された円筒状の爪５２の内周面及びブッシュ５７の内周面だけがシャフト２２の外周面に接触するようになっている。そのため、シャフト２２の外周面との接触面積を小さくすることできるので、アイドルローラ２１が回転する場合の摩擦抵抗を小さくなる。したがって、アイドルローラ２１を回転させる場合の摩擦負荷を小さくすることができ、ベルトユニットとしての転写ユニット１２において転写ベルト１９を搬送するための駆動力のマージンを増加することができる。
【００７２】
なお、前記第１〜第４の実施の形態においては、ベルトユニットによって印刷媒体を搬送し、該印刷媒体に直接トナー画像を転写する画像形成装置に適用した例について説明したが、本発明は、ベルトユニットのベルトに一旦（たん）トナー画像を転写し、その後、印刷媒体に再度転写を行う、いわゆる、中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【００７３】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置に用いられるベルトユニットにおいては、駆動源により駆動される駆動ローラと、従動ローラと、前記駆動ローラ及び従動ローラに懸架される無端状ベルトとを有するベルトユニットにおいて、前記従動ローラは、軸方向に分離可能な複数の同一形状に形成された円筒状部材から成り、該複数の円筒状部材の各々は、外筒部と、内筒部と、前記外筒部と内筒部とを連結するリブとを備え、前記内筒部は、前記軸方向の一端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に突出するように形成された突起部と、前記軸方向の他端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に凹入するように形成された凹部とを備え、隣接する円筒状部材の外筒部同士は、一方の円筒状部材の突起部が他方の円筒状部材の凹部内に進入して係合することにより、連続した円筒面を成すように結合され、前記突起部は、第１の突起部と第２の突起部とから成り、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは前記円筒面に沿った周方向の大きさが相違し、前記凹部は、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第１の突起部の周方向の大きさと対応する第１の凹部と、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第２の突起部の周方向の大きさと対応する第２の凹部とから成る。
【００７５】
この場合、複数の部材を組み合わせてローラを構成することができるので、ローラの重量が小さく、コストが低く、製造が容易で、かつ、精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの斜視図である。
【図２】従来のアイドルローラを示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるタンデム型のカラー電子写真プリンタの構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における転写ユニットの要部斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの概略の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態の端面を示す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラを成形するための成形型の断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第１の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるアイドルローラの効果を示す第２の図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの分解した状態を示す図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態におけるアイドルローラの取付状態を示す図である。
【符号の説明】
１２ 転写ユニット
１９ 転写ベルト
２０ ドライブローラ
２１ アイドルローラ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ ローラ部材
Claims (4)
- （ａ）駆動源により駆動される駆動ローラと、従動ローラと、前記駆動ローラ及び従動ローラに懸架される無端状ベルトとを有するベルトユニットにおいて、
（ｂ）前記従動ローラは、軸方向に分離可能な複数の同一形状に形成された円筒状部材から成り、
（ｃ）該複数の円筒状部材の各々は、外筒部と、内筒部と、前記外筒部と内筒部とを連結するリブとを備え、
（ｄ）前記内筒部は、前記軸方向の一端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に突出するように形成された突起部と、前記軸方向の他端に形成され、軸を取り囲む円筒面の一部が前記軸方向に凹入するように形成された凹部とを備え、
（ｅ）隣接する円筒状部材の外筒部同士は、一方の円筒状部材の突起部が他方の円筒状部材の凹部内に進入して係合することにより、連続した円筒面を成すように結合され、
（ｆ）前記突起部は、第１の突起部と第２の突起部とから成り、前記第１の突起部と前記第２の突起部とは前記円筒面に沿った周方向の大きさが相違し、
（ｇ）前記凹部は、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第１の突起部の周方向の大きさと対応する第１の凹部と、前記円筒面に沿った周方向の大きさが前記第２の突起部の周方向の大きさと対応する第２の凹部とから成ることを特徴とするベルトユニット。 - 前記突起部及び凹部は、前記軸方向に略平行に延在する辺を備え、該辺同士が接触して係合する請求項１に記載のベルトユニット。
- 請求項１又は２に記載のベルトユニットと、画像形成部とを有し、
該画像形成部によって画像が形成された印刷媒体が前記ベルトユニットにより搬送される画像形成装置。 - 請求項１又は２に記載のベルトユニットと、画像形成部とを有し、
該画像形成部によって前記ベルトユニットにおける無端状ベルト上に画像が形成される画像形成装置。
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