JP5755000B2 - ベルトユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の張架ローラに張架された無端ベルトを有するベルトユニット、及び、このベルトユニットを備える画像形成装置に関する。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの電子写真方式、或いは静電記録方式を利用した画像形成装置の中には、像担持体上のトナー像を転写材に転写するための無端状のベルトを採用した画像形成装置がある。無端状のベルトとしては、像担持体から転写されるトナー像を担持する中間転写体（中間転写ベルト）や、像担持体からのトナー像を転写す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）がある。このような無端状のベルトを備える画像形成装置では、ベルト駆動時に発生するベルトの寄り（片寄り）を規制する必要がある。ここで言う、ベルトの寄りとは、ベルトの搬送方向と直交するベルト幅方向へ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、特許文献１に記載の発明が開示されている。特許文献１に記載の発明は、リブが無端ベルト内周面のベルト幅方向の端部に設けられた構成を有している。そして、無端ベルトの内周面は、ベルト幅方向の両端部が無端ベルトの内側に突出して中央部よりも厚く成形され、無端ベルト及びリブが一体化されている。こうした構成によれば、ベルトの駆動時には、突出した無端ベルトの内周面のベルト幅方向の両端部と、無端ベルトを張架する張架ローラの軸方向の両端部とによって、無端ベルトの位置決めが行われるので、ベルトの位置ずれが防止される。

また、ベルトの寄りを抑制するために、特許文献２に記載の発明が開示されている。特許文献２に記載の発明は、無端ベルトの内周面両端縁に沿ってリブを設けた無端ベルトを有し、無端ベルトの両端部が内周面側に傾斜している構成を有している。こうした構成によれば、無端ベルトがベルト幅方向に寄ると、無端ベルトの内周面に備えられたリブの内側面が張架ローラの端面に突き当たることで、無端ベルトの回転する周方向と直交するベルト幅方向の寄りが規制される。

特開２００１−１１７３７７号公報 特開２００５−２６６３０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、まず、リブによって無端ベルトの寄りを規制しているため、ベルトに繰り返し応力がかかる構成になっている。このため、無端ベルトの疲労破壊やベルト破れが生じることがあった。また、リブの真直度が十分でない場合や、リブや無端ベルトの端部の剛性が十分でない場合には、無端ベルトが蛇行することがある。無端ベルトが蛇行すると、カラートナー像の各色の転写位置がずれるという問題が起こる。

また、特許文献２に記載の発明では、傾斜している無端ベルトの内周面にリブを設ける場合においては、通常のリブの無端ベルト搬送方向の断面図は長方形であるのに対してリブを取り付ける面は傾斜をもっている。この状態で無端ベルトが寄り、張架ローラの端面にリブが当接するとリブの角稜線とローラ端面が当接し、摩耗しやすくなる。また、リブを張架ローラの端面に面接触させるためにリブの形状を無端ベルトの斜面に合わせた形状に加工した場合、加工後のリブを無端ベルトの傾斜面に精度よく貼りつける作業が難しい。

上述のような技術的課題以外に、コストの面での課題も多い。一般にリブは、主にウレタン系の材料で作成されているが、それらの単品コストが高い。かつ高価な特殊工具や高度な貼り付け技術が必要になるため、貼り付け工程の加工費もかさむ。

本発明は、上記実情に鑑み、無端ベルトの内周面に張架ローラに突き当たるリブを設けずとも、無端ベルトの寄り規制力が高められるベルトユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のベルトユニットは、内周面が平滑で回転自在な無端ベルトと、前記無端ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備え、前記無端ベルトのベルト幅方向の寸法は、前記無端ベルトが前記複数の張架ローラに張架された状態で、前記複数の張架ローラのうちの最も長い最長張架ローラと前記無端ベルトとが当接する当接幅よりも長く設定され、前記無端ベルトは、前記ベルトの幅方向において、前記幅方向の移動によらずに前記最長張架ローラに常時当接する第１領域と、前記無端ベルトの幅方向の移動によって前記最長張架ローラの端部から脱落する脱落状態と前記最長張架ローラに当接する当接状態とが切り替わる第２領域と、を有し、前記無端ベルトは、前記無端ベルトが前記複数の張架ローラに張架されていない状態では、前記無端ベルトの前記第１領域における周方向の平均の長さを前記ベルト幅方向で平均化した第１平均内周長よりも、前記第２領域における周方向の平均の長さを前記ベルト幅方向で平均化した第２平均内周長の方が短くなるように形成されたベルトであることを特徴とする。

本発明によれば、無端ベルトの内周面に張架ローラに突き当たるリブを設けずとも、無端ベルトの寄り規制力が高められる。

本発明の実施例１に係る中間転写ユニットを備える画像形成装置の構成を示す断面図である。 中間転写ユニットの構成を示す拡大斜視図である。 テンションローラの支持部の概略構成を示す拡大斜視図である。 中間転写ユニットが装置本体に装着されたときに、図２（ｂ）の矢印Ｌの方向から見た概略構成を示す斜視図である。 無張架状態の中間転写ベルトの構成を示す平面図である。 図５中の断面線の位置で中間転写ベルトを切ったときの矢印Ｋの方向から見た断面図である。 中間転写ベルトがベルト幅方向の移動可能領域内で寄り力と寄り規制力とが釣り合いが取れた位置まで移動したときの状態を示す断面図である。 中間転写ユニットの構成を示す平面図である。 中間転写ユニットの構成を示す平面図である。 実施例２に係る中間転写ユニットが備える中間転写ベルトの構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本発明の実施例１に係る中間転写ユニット１０を備える画像形成装置１００の構成を示す断面図である。ここでは、画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスを利用した両面印刷機能を有するカラーレーザビームプリンタである。図１に示されるように、画像形成装置１００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）１００Ａを有し、この装置本体１００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部５１ａ〜５１ｄが設けられる。

画像形成部５１ａ〜５１ｄは、『像担持体』である感光体ドラム１ａ〜１ｄ、『転写装置』である１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄ等を含む。少なくとも感光体ドラム１ａ〜１ｄについては、カートリッジ３ａ〜３ｄに含まれ、カートリッジ３ａ〜３ｄとして装置本体１００Ａに組み込まれる構成となっていても良い。なお、画像形成装置１００は、装置本体１００Ａの下部に、オプション給送装置（以下、給送オプション部）９０を増設した構成となっている。

画像形成装置１００は、装置本体１００Ａに対して着脱自在な４つのプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という）３ａ〜３ｄを備えている。カートリッジ３ａ〜３ｄは、同一構造であるが、互いに異なる色を形成する。即ち、カートリッジ３ａはイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。カートリッジ３ｂはマゼンダ（Ｍ）のトナー像を形成する。カートリッジ３ｃはシアン（ｃ）のトナー像を形成する。カートリッジ３ｄはブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成する。

カートリッジ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、各色のトナー像を現像するための現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、及び、クリーナユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する。現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、現像ローラ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、現像剤塗布ローラ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、及び、トナー容器を有している。クリーナユニット５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、像担持体である感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、ドラム用のクリーニングブレード８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、及び、廃トナー容器と、を有している。

カートリッジ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの下方には。スキャナユニット９が配置される。このスキャナユニット９は、画像信号に基づく露光を感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対して行う。

感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、帯電ローラ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄによって所定の負極性の電位に帯電された後、スキャナユニット９によってそれぞれ静電像（静電潜像）が形成される。この静電像は現像ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が形成される。

カートリッジ３ａ〜３ｄの上方には、中間転写ベルトユニット（以下、「中間転写ユニット１０」という）が配置される。中間転写ユニット１０は、中間転写ベルト１０ｅと、中間転写ベルト１０ｅを張架する駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈと、を有する。中間転写ベルト１０ｅには、テンションローラ１０ｈによって図１中、矢印で示す付勢力Ｔがかけられている。また、各感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの各々に対向する位置には、中間転写ベルト１０ｅの内側に１次転写ローラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが配設されている。１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄには不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加される。

感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像は、順次、中間転写ベルト１０ｅ上に１次転写される。このときに、各感光ドラムが図１における時計周りに回転する。また、中間転写ベルト１０ｅは反時計周りに回転する。回転する中間転写ベルト１０ｅの表面には、上流側の感光体ドラム１ａ〜１ｄから順に、トナー像が転写される。感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト１０ｅへのトナー像の転写は、１次転写ローラ１０ａ〜１０ｄに正極性のバイアスを印加することによりなされる。このように中間転写ベルト１０ｅ上に４色のトナー像が重なった状態で形成されたトナー像は、２次転写部１３へ移動する。

一方、トナー像が転写された後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残ったトナーは、クリーニングブレード８ａ〜８ｄによって除去される。また、シートＳへの２次転写後に中間転写ベルト１０ｅ上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって除去される。除去されたトナーは、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、廃トナー回収容器（不図示）へと回収される。

画像形成装置１００は、３つのシート給送装置（シート給送部）を有する。１つ目は、装置本体１００Ａの内部に配置される本体シート給送部２０である。２つ目は、装置本体１００Ａの側面に配置されるマルチシート給送部３０である。３つ目は、装置本体１００Ａの下方に増設されたオプション給送装置９０である。

１つ目の本体シート給送部２０は、シートＳを収納する給送カセット２１の内部からシートＳを給送する給送ローラ２２と、分離手段である分離ローラ２３と、を有する。給送カセット２１に収納されたシートＳは、給送ローラ２２に圧接され、分離ローラ２３によって１枚ずつ分離され搬送される。そして、分離されたシートＳは、搬送路２４を経てレジストローラ対１４へ搬送される。

２つ目のマルチシート給送部３０は、シートＳを積載する中板３１と、中板３１に積載されたシートＳを給送するマルチ給送ローラ３２と、分離手段である分離パット３３と、を有する。中板３１が持ち上がり、中板３１上に積載されたシートＳがマルチ給送ローラ３２に圧接され、分離パット３３によって１枚ずつ分離され搬送される。そして、分離されたシートＳはマルチ給送搬送路３４を経て、再給送ローラ対３５に搬送される。

再給送ローラ対３５に搬送されたシートは、再給送搬送路３６を通過してレジストローラ対１４に搬送される。なお、再給送ローラ対３５および再給送搬送路３６は後述するように両面搬送時にも共用の搬送路となる。

３つ目のオプション給送装置９０は、ピックアップローラ９１、フィードローラ９２、リタードローラ９３を備える。ピックアップローラ９１、フィードローラ９２、リタードローラ９３の協働により、積載されたシート束から１枚ずつシートを給送、分離して搬送をする。搬送されたシートは中継搬送ローラ対９４、オプション排出ローラ対９５を経て、装置本体１００ＡへシートＳを搬送する。オプション給送装置９０より搬送されたシートＳは、オプション給送搬送路９６を経て、レジストローラ対１４へ搬送される。

以上、説明したように、装置本体１００Ａのレジストローラ対１４上流側では、３つの搬送路が合流する構成である。

２次転写部１３は、中間転写ベルト１０ｅに形成されたトナー像をシートＳに転写する。２次転写部１３は、正極性のバイアスが印加される２次転写ローラ１３ａを備える。正極性のバイアスを２次転写部１３に印加することにより、レジストローラ対１４によって搬送されたシートＳに、中間転写ベルト１０ｅ上の４色のトナー像が２次転写される。

２次転写部１３の上方には、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとを有する定着装置１５が設けられている。トナー像が転写されたシートＳは、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとのニップに搬送され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって加熱および加圧されてその表面に、転写されていたトナー像が定着される。

定着装置１５の上方には、切換部材１６、排出ローラ対１７、スイッチバックローラ対１９が設けられている。定着されたシートＳは事前に選択された片面印字か両面印字かに応じて、切換部材１６の位置により選択的に搬送経路が切り換えられる。

片面印字が選択された場合には、定着されたシートＳは切換部材１６によって排出ローラ対１７に向けて案内される。排出ローラ対１７に案内されたシートは、画像形成装置１本体の上面であるトレイ１８上へ排出される。

両面印字が選択された場合には、切換部材１６によってスイッチバックローラ対１９に向けて案内される。ここで、スイッチバックローラ対１９はシートＳをトレイ１８に向けて搬送したのち、シートＳの後端が定着装置１５を抜けるタイミングで逆回転することでシートＳを両面反転搬送路３７へ搬送する。なお、スイッチバックローラ対１９が逆回転をすると同時に、切換部材１６は、シートＳを両面反転搬送路３７へ案内するために移動する。

両面搬送ローラ対３８は、再給送ローラ対３５までシートを搬送する。再給送ローラ対３５により再給送されたシートＳは、表裏が反転された状態で、再給送搬送路３６に合流し、再びレジストローラ対１４に搬送される。レジストローラ対１４以降のシート搬送およびトナー像の転写については、上述した片面印字時と同様である。

図２（ａ）は、中間転写ユニット１０の構成を示す拡大斜視図である。図２（ａ）は、中間転写ユニット１０のうち、中間転写ベルト１０ｅを部分的にカットし、内部の各ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）の配置を見易く示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｉの方向から見た側面図である。図２（ａ）に示されるように、『ベルトユニット』である中間転写ユニット１０は、内周面が平滑でベルト回転方向Ｘに回転自在な『無端ベルト』である中間転写ベルト１０ｅを備える。中間転写ベルト１０ｅは、樹脂ベルトである。また、中間転写ユニット１０は、中間転写ベルト１０ｅを張架する複数の張架ローラである駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈを備える。

駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈは、それぞれ回転軸方向の両端部を回転可能に支持されている。そして、メインフレーム４３の側板４３ａが駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇを支持し、テンションローラ支持側板（以下、「支持側板４４」という）がテンションローラ１０ｈを支持している。なお、中間転写ベルトメインフレーム（以下、「メインフレーム４３」という）の側板４３ａには、バネ固定部６０が設けられている。バネ固定部６０にはバネ４５の一端が固定されており、このバネ４５が支持側板４４を付勢方向（バネが伸びる方向）へと付勢するようになっている。

駆動ローラ１０ｆは、装置本体１００Ａの内部の不図示の駆動手段から駆動力を受けることによって、回転する。駆動ローラ１０ｆが回転すると、中間転写ベルト１０ｅが回転する。駆動ローラ１０ｆの表面は、中間転写ベルト１０ｅ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。

対向ローラ１０ｇは、中間転写ベルト１０ｅを介して２次転写ローラ１３ａとニップを形成し、シートＳを挟持しつつ搬送しながらトナー像をシートＳに転写する。対向ローラ１０ｇは、中間転写ベルト１０ｅの回転に従動して回転する。

図３は、テンションローラ１０ｈの支持部の概略構成を示す拡大斜視図である。この図３を参照しつつ、「テンションローラ１０ｈのスライド動作」と、「中間転写ベルト１０ｅを張架する構成」について以下に説明する。支持側板４４には開口部４４ｃがあり、メインフレーム４３に形成されたボス部４３ｃ、４３ｄが開口部４４ｃに挿入されている。それによって、支持側板４４はメインフレーム４３に支持されている。開口部４４ｃの開口幅４４ｄは、ボス部４３ｃ、４３ｄが形成する外径幅４３ｅよりも幅広く構成されている。

開口幅４４ｄと外径幅４３ｅのガタ分だけ、支持側板４４はスライド動作可能になる。すなわち、テンションローラ１０ｈがスライド動作可能になる。圧縮バネであるバネ４５は、中間転写ユニット１０の装置手前側と奥側に各々備えられている。バネ４５は、支持側板４４を介してテンションローラ１０ｈを矢印Ｒの方向に付勢して中間転写ベルト１０ｅにテンションを付与している。そして、バネ４５の付勢力と、中間転写ベルト１０ｅの張力とのバランスが取れたところで、テンションローラ１０ｈは係止する。

ここでは、図３のようにテンションローラ１０ｈがスライド動作可能になっているが、スライド動作が不可能であってもよい。スライド動作が不可能な場合には、中間転写ベルト１０ｅに張力を与えられるような位置にテンションローラ１０ｈを配置する必要がある。

次に図４から図７を用いて、中間転写ベルト１０ｅについて詳細に説明をする。中間転写ベルト１０ｅは、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を基層とする単層構造である。ここで中間転写ベルト１０ｅの製法について説明する。はじめにポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を筒状に押し出し、先端を塞ぐことで袋状にする。その袋状になったポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）の回りに外型を配置する。袋状になったポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）の内側から空気を注入し膨らませる。ある程度膨らむと配置された外型の形状に沿うようにして外型に張り付く。その状態で冷え固まり、外型から取り出して切ることで、中間転写ベルト１０ｅができあがる。

図４は、中間転写ユニット１０が装置本体１００Ａに装着されたときに、図２（ｂ）の矢印Ｌの方向から見た概略構成を示す斜視図である。なお、図４以降の図では、中間転写ベルト１０ｅの内周長に差があることを分かりやすくするために、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の中央部を誇張した絵にしている。実際には、中間転写ベルト１０ｅにおける内周長差は非常にわずかであり、目視で明確に分かるほどの大きさではない。

図４に示されるように、駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈの各々の面長Ｚ（一端部の面から他端部の面までの長さ）は同一の寸法で構成されている。また、各ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）の面長Ｚの回転軸方向の端部Ｚａ、Ｚｂの位置は揃えられている。

中間転写ベルト１０ｅが回転するベルト回転方向Ｘと直交するベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）のベルト幅寸法４６ｄは、面長Ｚよりも長く構成されている。なお、中間転写ベルト１０ｅが複数の張架ローラ（１０ｆ〜１０ｈ）に張架された状態で、以下のことが言える。中間転写ベルト１０ｅのベルト回転方向Ｘと直交するベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の寸法は、複数の張架ローラ（１０ｆ〜１０ｈ）のうちの最も長い最長張架ローラ、及び、中間転写ベルト１０ｅが当接する当接幅よりも長く設定される。

これにより、中間転写ベルト１０ｅは、回転駆動時に各種ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）と当接する領域と、当接しない領域すなわち各種ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）の端部から中間転写ベルト１０ｅが脱落している領域と、を有する。

図５は、無張架状態の中間転写ベルト１０ｅの構成を示す平面図である。図５に示されるように、中間転写ベルト１０ｅは、矢印Ｋの方向で、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の中央側が大きく、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の端部側が小さく構成されている。つまり、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の中央側は、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の端部側よりも、ベルト回転方向Ｘに突出した構成となっている。

図６は、図５中の断面線Ｊの位置で中間転写ベルト１０ｅを切ったときの矢印Ｋの方向から見た断面図である。図６に示されるように、中間転写ベルト１０ｅは、３つの略円筒形状領域Ｅｆ、Ｅｒ、Ｆと、それらを繋ぐ繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒによって連続的に繋がっている。ここで略円筒形状領域Ｅｆ、Ｅｒの内周長は略円筒形状領域Ｆの内周長よりも小さい。また繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒは、中間転写ユニット１０の内部の各ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）の軸方向に対して垂直な面で構成される。

これにより、中間転写ベルト１０ｅは場所によって内周長に差がある構成になっている。ここでいう内周長とは、中間転写ベルト１０ｅを構成する各領域の平均的な内周長さのことを表す。細かな凹凸による、部分的な内周長のことを指すのではない。この後の他の実施例の説明に用いられる内周長と言う記載の意味も同様である。

再び図４に戻って説明するが、中間転写ユニット１０が有する中間転写ベルト１０ｅは矢印Ｐの方向に移動可能領域をもち、その領域の限界位置まで移動可能な構成になっている。この「中間転写ベルト１０ｅの移動可能領域の限界位置」は、装置本体１００Ａに中間転写ベルト１０ｅを装着したときの構成上の移動可能領域の限界位置のことをいう。すなわち、中間転写ベルト１０ｅに寄り力が発生し、それを規制する力がないときに他の部品に緩衝するまで寄っていく。そして、物理的にこれ以上寄れない位置まで移動したところが移動可能領域の限界位置である。

中間転写ベルト１０ｅは、「寄り力」と「寄り規制力」の釣り合いがとれた位置で移動可能となっている。中間転写ベルト１０ｅの「寄り力」と「寄り規制力」の釣り合いがとれた位置は、あくまで中間転写ベルト１０ｅを回転駆動したときに、寄り力の釣り合いがとれ、安定した走行状態を保てている位置のことを指す。必然的に、「寄り力」と「寄り規制力」の釣り合いがとれた位置は、前述の移動可能領域内に収まっていなければならない。

図７（ａ）は、テンションローラ１０ｈ及び中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の中心が揃っている状態を示す断面図である。図７（ｂ）は、中間転写ベルト１０ｅが装置手前側の移動可能領域内で寄り力と寄り規制力とが釣り合いが取れた位置まで移動した状態Ａの概略構成を示す断面図である。図７（ｃ）は、中間転写ベルト１０ｅが装置奥側の移動可能領域内で寄り力と寄り規制力とが釣り合いが取れた位置まで移動した状態Ｂの概略構成を示す断面図である。

なお、図７は、中間転写ベルト１０ｅの内周長に差があることを分かりやすくするために、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の中央側が端部側よりも突出した状態で中間転写ベルト１０ｅの形状が記載されており、誇張した絵で描かれている。実際には、中間転写ベルト１０ｅにおける内周長差は非常にわずかであり、目視で明確に分かるほどの大きさではない。

このとき、中間転写ベルト１０ｅが図７における（状態Ａ）と（状態Ｂ）の間のどの位置にいたとしても、常時各種ローラ（１０ｈ、１０ｆ、１０ｇ）と当接している領域を有していることになる。その領域を常時当接領域Ｃと呼ぶ。なお、図７中では、前述のように誇張した絵で描かれているので、当接してないように見えるが、実際には常時当接している。なお、『第１領域』である常時当接領域Ｃは、中間転写ベルト１０ｅが、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の移動によらずに最長張架ローラに常時当接する領域とも定義できる。

また逆に、中間転写ベルト１０ｅが図７における（状態Ａ）と（状態Ｂ）の間のどの位置にいたとしても、常時各種ローラ（１０ｈ、１０ｆ、１０ｇ）と当接していない領域を有していることになる。それに該当する装置手前側の領域を常時非当接領域Ａｆ、装置奥側の領域を常時非当接領域Ａｒと呼ぶ。

中間転写ベルト１０ｅにおける常時当接領域Ｃ、常時非当接領域Ａｆ、Ａｒ以外の領域は、図７における（状態Ａ）と（状態Ｂ）の間のどの位置にいたとしても、各種ローラの端部から脱落または各種ローラと当接している領域となる。これに該当する装置手前側の領域を脱落当接領域Ｂｆ、装置奥側の領域を脱落当接領域Ｂｒと呼ぶ。

『第２領域』である脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒは、中間転写ベルト１０ｅが、中間転写ベルト１０ｅの幅方向の移動によって最長張架ローラの端部から脱落する脱落状態、最長張架ローラに当接する当接状態が切り替わる領域とも定義できる。ここでは、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒは、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）と直交する方向に沿う平面（ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）と直交する断面視で直線状に形成される平面）を有する。なお、常時当接領域Ｃが、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の直交する方向に沿う平面を有しても良い。

常時当接領域Ｃよりも脱落当接領域ＢｆおよびＢｒの平均内周長の方が短くなっている。すなわち、中間転写ベルト１０ｅが複数の張架ローラ（１０ｆ〜１０ｈ）に張架されていない状態では、以下のことが言える。中間転写ベルト１０ｅの常時当接領域Ｃにおける周方向の平均の長さをベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）で平均化した第１平均内周長とする。脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒにおける周方向の平均の長さをベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）で平均化した第２平均内周長とする。この場合に、第１平均内周長よりも、第２平均内周長の方が短い。なお、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒの平均内周長は、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒの面積をベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の長さで除算した値ということもできる。

また、中間転写ベルト１０ｅは、内周面が平滑である。内周面が平滑とは、背景技術の箇所で先行技術文献を引用して説明したような、中間転写ベルト１０ｅのベルトの寄りを規制する突起状のリブやガイド部材を有していないと言うことである。

尚、本実施例の中間転写ベルト１０ｅはポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）を基層とする単層構造としたが、基層はポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂素材であっても構わない。樹脂素材による基層は厚さ５０μｍから１００μｍの間で作られることが多い。こうすることで、中間転写ベルトに求められる形状を成形しやすくなるためである。また、トナーを転写する効率を高めるため、基層の外周面全体にわたって、ゴム層などの異なる層を張り合わせた多層構造になっていても構わない。製法についても、本実施形態で記載した以外の製法で作られた中間転写ベルトであっても構わない。

次に、中間転写ユニット１０の動作について説明する。本実施形態では、中間転写ユニット１０を画像形成装置１００の所定の位置に装着することで駆動ローラ１０ｆに駆動を与える。中間転写ユニット１０自体は柔構造になっており、画像形成装置１００の位置決めによって装着時における中間転写ユニット１０内の各種ローラの同軸度が決まる。画像形成装置１００の位置決めは駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈの同軸度のズレが０になるように設計されている。

しかしながら、実際には、本体の設置状態や寸法公差により同軸度のズレが０になることはなく、駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈは微小な同軸度のズレをもって画像形成装置１００に保持される。この状態で駆動ローラ１０ｆを駆動回転したとき、中間転写ベルト１０ｅは図４に示す矢印Ｋの方向に駆動搬送され、同軸度のズレによる寄り力が発生する。これにより、中間転写ベルト１０ｅは回転駆動しながら回転するベルト回転方向Ｘ（周方向）と直交するベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）に徐々に移動していく。

本発明では、脱落当接領域Ｂｆ及びＢｒの内周長よりも、常時当接領域Ｃの内周長の方が長いことで中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する。中間転写ベルト１０ｅの寄り規制能力は、脱落当接領域Ｂｆ及びＢｒの内周長（ここでは短い方の内周長）と、常時当接領域Ｃの内周長の差を大きく取るほど高くなる。ただし変化をつけすぎると中間転写ベルト１０ｅ自体に大きな負荷がかかり、安定した走行性を損なう可能性があるため注意しなければならない。

次に、図４、図８および図９を用いて、内周長差を利用した寄り規制のメカニズムについて説明する。

図４に示されるように、はじめに、中間転写ユニット１０を装置本体１００Ａに装着するとき、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅寸法４６ｄの中心線と、各種ローラの面長Ｚの中心線が重なっているとする。

このとき、中間転写ベルト１０ｅの脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒと各種ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）とが当接している領域が、装置手前側および装置奥側に存在する。特に、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒが各種ローラ（１０ｈ〜１０ｆ）に当接する領域を各種ローラ当接領域１０ｉ、１０ｊとすると、各種ローラ当接領域１０ｉ及び各種ローラ当接領域１０ｊは等しい寸法になる（図４参照）。

また、中間転写ベルト１０ｅが各種ローラ（１０ｈ〜１０ｆ）に張架された状態では、以下の状態にあると言える。すなわち、常時当接領域Ｃよりも、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒと各種ローラが当接する１０ｉ、１０ｊの領域の方が、回転する周方向と直交する方向の単位長さあたりの張力が増している。

図８に示されるように、中間転写ベルト１０ｅが回転すると、前述の通り中間転写ベルト１０ｅに寄り力が発生し、中間転写ベルト１０ｅが然るべき方向に徐々に移動していく。ここでは中間転写ベルト１０ｅが装置奥側である矢印Ｇの方向に移動することを考える。

中間転写ベルト１０ｅが装置奥側に移動すると、図４に示した各種ローラ当接領域１０ｉは、増加していって図８に示した各種ローラ当接領域１０ｉ’となる。同時に、図４に示した各種ローラ当接領域１０ｊは、減少していって図８に示した各種ローラ当接領域１０ｊ’となる。すなわち、各種ローラに当接している内周長が短い領域が、装置奥側に比べて装置手前側のほうが大きくなる。これにより、中間転写ベルト１０ｅは、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅寸法４６ｄの中心線に対して装置奥側の領域の張力よりも装置手前側の領域の張力のほうが高い状態になる。

中間転写ベルト１０ｅが張架された状態で回転したときに、中間転写ベルト１０ｅの張力の高い部分と張力の低い部分とでは搬送速度に差が生じる。これは張力が高いほうが中間転写ベルト１０ｅの張り側と緩み側の搬送速度差が生じにくく、全体としての搬送速度が速いまま保たれるからである。よって、前述した装置奥側の領域の張力よりも装置手前側の領域の張力のほうが高い状態になった場合には、装置奥側の領域よりも装置手前側の領域ほうが搬送速度が速くなる。

中間転写ベルト１０ｅ内の箇所によって搬送速度に差が生じると、搬送速度が速いほうから遅いほうへと中間転写ベルト１０ｅを傾けようとするモーメントＭが発生する。このモーメントＭによって、中間転写ベルト１０ｅは中間転写ベルト１０ｅの回転する周方向と直交する方向の中心線に対して微小な傾きをもったまま回転駆動する。

例えば、図８の状態で、テンションローラ１０ｈにおいて、装置奥側の端部が図８の裏面から表面の方向に持ち上がっており、装置手前側の端部が図８の表面から裏面の方向に持ち下がっている場合を想定する。

（１）そして、中間転写ベルト１０ｅが回転していくと、テンションローラ１０ｈの傾きに基づいて、中間転写ベルト１０ｅは、装置奥側へと向かう装置奥側方向（矢印Ｇの方向）へと寄っていく。（２）それによって、脱落当接領域Ｂｆの各種ローラ当接領域１０ｉ´＞脱落当接領域Ｂｒの各種ローラ当接領域１０ｊ´という関係になった瞬間に装置手前側と装置奥側とで、中間転写ベルト１０ｅのベルト搬送速度に差異が生じる。（この場合には、装置手前の中間転写ベルト１０ｅの搬送速度の方が速くなる）。（３）その瞬間に中間転写ベルト１０ｅに進入角が形成される（図９参照）。（４）進入角によって、装置手前へと向かう装置手前側方向（矢印Ｈの方向）へと寄っていく（図９参照）。

前述の（１）〜（４）の現象は、ほぼ同時に起こっている。そのため、実際には、中間転写ベルト１０ｅが装置奥側方向や装置手前側方向を行ったり来たりする挙動や進入角が形成される様子も目視で確認できない。

また、（１）に起因する中間転写ベルト１０ｅの寄り力は、常に一定の値である（装置本体１００Ａの状態によって決まるため）。これに対して、（２）〜（４）の流れによって発生する中間転写ベルト１０ｅの寄り力は、Ｂｆの１０ｉ´＞Ｂｒの１０ｊ´の関係が顕著になるほど強くなる（Ｂｆの１０ｉ´の領域が増えるほど寄り力が強くなる）。よって、回転駆動初期状態では、（１）＞（２）〜（４）＝０という関係であるが、（１）の寄り力によって徐々に中間転写ベルト１０ｅが装置奥側に寄って行くにつれて、（２）〜（４）の寄り力が増加していく。そして、（１）＝（２）〜（４）という関係になった位置で、中間転写ベルト１０ｅの装置奥側方向の寄りが停止する。

このように、中間転写ベルト１０ｅの「寄り力」と「寄り規制力」の釣り合いがとれた位置では、中間転写ベルト１０ｅは、回転駆動するときに、安定した走行状態を保てている。

以下に具体的な数値例を示す。本実施形態においては、中間転写ベルト１０ｅの弾性率は２０００ＭＰａである。また、常時当接領域Ｃのベルト幅方向の寸法は２２７ｍｍ、常時非当接領域Ａｆ、Ａｒのベルト幅方向の寸法は０ｍｍ、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒのベルト幅方向の寸法は１２ｍｍである。画像形成装置１００に中間転写ユニット１０を、駆動ローラの面長中心線と中間転写ベルト１０ｅの幅方向の中心線が重なっている状態で装着する。このときの駆動ローラ１０ｆとテンションローラ１０ｈの同軸度のズレが１．０ｍｍであった場合には、常時当接領域Ｃの平均内周長と脱落当接領域Ｂｆ及びＢｒの平均内周長の差を０．２〜０．３ｍｍとする。このことで、３〜４ｍｍの移動量で中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制することができる。

また、前述したように駆動ローラ１０ｆ、対向ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈの面長Ｚの回転軸方向の端部Ｚａ、Ｚｂの位置は揃えられている。これにより中間転写ベルト１０ｅに寄り力が発生したときに各種ローラから脱落および当接するタイミングが同一になる。よって中間転写ベルト１０ｅの寄り力を規制するときに中間転写ベルト１０ｅ全体の張力がバランスよく切り替わるので安定して中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制することができる。

なお、本実施形態においては、中間転写ベルト１０ｅの両端部に脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒを持たせてある。これにより中間転写ベルト１０ｅの回転する周方向と直交するベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）のどちら側に寄ったとしても寄りを規制する力が働くようになっている。しかしながら、中間転写ユニットを意図的に片側に寄るような状態で本体に装着し、脱落当接領域を片側にだけ設けて寄りを規制する構成においても本発明の効果を得ることができる。

以上のように、中間転写ベルト１０ｅに内周長差のある領域をもたせることによって寄りを規制することができることがわかる。

実施例２において、本発明が適用される画像形成装置１００、中間転写ユニット１０の基本構成は実施例１と同様であるため、実施例１のものと同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。実施例２で特徴的なのは、繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒが、ベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）と直交する断面視で曲線状に形成されている曲面で構成される点である。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）を用いて、本実施形態における中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅの形状について説明する。中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅは、三つの略円筒形状領域Ｅｆ、Ｅｒ、Ｆと、それらを繋ぐ繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒによって連続的に繋がっている。繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒは中間転写ベルト１０ｅの脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒおよび常時当接領域Ｃのいずれの領域に存在していても構わない。

繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒは、中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅ内の隣り合う二つの略円筒形状の最も近い二つの端部を繋ぐ曲面によって構成されている。内周面側に向かって凸状に形成される凸部をもつ中間転写ベルト５０ｅの略断面図を図１０（ａ）に、外周面側に向かって凸状に形成される凸部をもつ中間転写ベルト５１ｅの略断面図を図１０（ｂ）に示す。こうすることで、中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅの脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒと常時当接領域Ｃとの内周長差を確保しつつ、その変化を滑らかに繋ぐことができる。それにより中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅに寄り力が生じたとき、内周長の変化に対して中間転写ベルト５０ｅ、５１ｅに対して大きなストレスをかけることなく寄りを規制することができる。

実施例１又は２の構成によれば、常時当接領域Ｃの第１平均内周長よりも脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒの第２平均内周長の方が短い。その結果、中間転写ベルト１０ｅの内周面に張架ローラに突き当たるリブを設けずとも、中間転写ベルト１０ｅの寄り規制力が高められる。

そのために、中間転写ベルト１０ｅの内周面には、突起状のリブやガイド部材等の突き当て部材を設ける必要がなく、平滑に形成すれば良い。リブのように張架ローラと突き当たってストレスが生じる構成ではないので、中間転写ベルト１０ｅの長寿命化が実現される。

リブの場合には、リブがローラに乗り上げて無端ベルトの寄りが規制できなくなる場合や、真直度が十分でないと中間転写ベルト１０ｅは大きく蛇行する場合があるが、それに比べて蛇行量は低減する。

さらに、突起状のリブやガイド部材は、主にウレタン系の材料で作成されている為、それらの単品コストが高い。また、それらを無端ベルトの内周面に貼り付けるには、高価な特殊工具や高度な貼り付け技術が必要などの課題もあった。本発明では、リブ単品のコストを削減できるほか、突起状のリブやガイド部材の貼り付け工程を省略でき製造効率を高め、製造コストを下げることができる。補強部材以外に特別な機構を必要としないので、それらにかかるコストやスペースを削減することができる。

なお、実施例１及び２では、前述した脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒは、常時当接領域Ｃの両端部側に設けられる構成であったが、この構成に限定されない。すなわち、脱落当接領域Ｂｆ、Ｂｒは、常時当接領域Ｃのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の一端部側にのみ設けられる構成であっても良い。中間転写ベルト１０ｅを付勢するバネ４５の付勢力等によって、中間転写ベルト１０ｅがベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の一方向にのみ寄る構成としつつ、本発明の構成によって寄り規制力を発揮させる構成も考えられるからである。

なお、実施例２では、繋ぎ領域Ｄｆ、Ｄｒは、略円筒形状領域Ｆの両端部側に設けられる構成であったが、この構成に限定されない。すなわち、繋ぎ領域は、略円筒形状領域Ｆのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の一端部側にのみ設けられる構成であっても良い。前述と同様に、中間転写ベルト１０ｅを付勢するバネ４５の付勢力等によって、中間転写ベルト１０ｅがベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の一方向にのみ寄る構成としつつ、本発明の構成によって寄り規制力を発揮させる構成も考えられるからである。

また、実施例１及び２では、前述したベルトユニットの構成として中間転写ユニット１０を例示したが、この構成に限定されない。すなわち、ベルトユニットの構成は、２次転写ベルト、転写材担持体等にも適用することが可能であり、更には、転写材を搬送するその他の機構にも適用可能である。

複数の張架ローラ（１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ）が中間転写ベルト１０ｅと当接する部位のベルト幅方向の長さは、少なくとも２つ以上同じであるとなお良い。すなわち、図４では、脱落当接領域Ｂｆがテンションローラ１０ｈに当接する各種ローラ当接領域１０ｉのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の長さは、２つ以上つまり３つのローラで同じである。

このように構成しておけば、中間転写ベルト１０ｅは、図８の状態から図９の状態へと寄っても寄り規制力が働いて、図８の状態へと戻ることができる。もしも、各種ローラ当接領域１０ｉのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の長さが２つ以上のローラが異なる場合には、各種ローラ当接領域１０ｉが中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する力（ブレーキ力）が異なることになり、中間転写ベルト１０ｅが蛇行する虞がある。なお、図４では、脱落当接領域Ｂｒがテンションローラ１０ｈに当接する各種ローラ当接領域１０ｊのベルト幅方向（Ｇ、Ｈ）の長さは、３つのローラで同じである。これに関しても、前述と同様のことが言える。

１０ 中間転写ユニット（ベルトユニット）
１０ｅ、５０ｅ、５１ｅ 中間転写ベルト（無端ベルト）
１０ｆ 駆動ローラ（張架ローラ）
１０ｇ 対向ローラ（張架ローラ）
１０ｈ テンションローラ（張架ローラ）
Ｃ 常時当接領域（第１領域）
Ｂｆ 脱落当接領域（第２領域）
Ｂｒ 脱落当接領域（第２領域）
Ｇ、Ｈ ベルト幅方向
Ｘ ベルト回転方向

Claims (6)

1. 内周面が平滑で回転自在な無端ベルトと、
   前記無端ベルトを張架する複数の張架ローラと、
   を備え、
   前記無端ベルトのベルト幅方向の寸法は、前記無端ベルトが前記複数の張架ローラに張架された状態で、前記複数の張架ローラのうちの最も長い最長張架ローラと前記無端ベルトとが当接する当接幅よりも長く設定され、
   前記無端ベルトは、前記ベルトの幅方向において、前記幅方向の移動によらずに前記最長張架ローラに常時当接する第１領域と、前記無端ベルトの幅方向の移動によって前記最長張架ローラの端部から脱落する脱落状態と前記最長張架ローラに当接する当接状態とが切り替わる第２領域と、を有し、
   前記無端ベルトは、前記無端ベルトが前記複数の張架ローラに張架されていない状態では、前記無端ベルトの前記第１領域における周方向の平均の長さを前記ベルト幅方向で平均化した第１平均内周長よりも、前記第２領域における周方向の平均の長さを前記ベルト幅方向で平均化した第２平均内周長の方が短くなるように形成されたベルトであることを特徴とするベルトユニット。
2. 前記無端ベルトは、前記第２領域に発生する張力を利用して前記ベルト幅方向における寄りを規制することを特徴とする請求項１に記載のベルトユニット。
3. 前記第１領域又は前記第２領域は、ベルト幅方向と直交する方向に沿う平面を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルトユニット。
4. 前記無端ベルトは、樹脂ベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のベルトユニット。
5. 前記複数の張架ローラが前記無端ベルトと当接する部位のベルト幅方向の長さは、少なくとも２つ以上同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のベルトユニット。
6. 画像を形成する画像形成部と、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のベルトユニットと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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