JP6128757B2 - ベルト搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、無端状のベルトを複数の張架部材によって張架しつつ回転移動させるベルト搬送装置及び、このベルト搬送装置を備える電子写真方式を利用したプリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式を利用したプリンタや複写機などの画像形成装置の中には、無端状のベルトを複数の張架部材によって張架しつつ回転移動させるベルト搬送装置を用いたものがある。このようなベルト搬送装置においては、ベルトを回転移動させる際にベルトが幅方向（ベルトの回転方向と略直交する方向）の一端側に寄ってしまう問題がある。

このベルトの寄りを規制する為に、特許文献１には、ベルトを張架する駆動ローラと、従動ローラを備え、駆動ローラに対して従動ローラを幅方向中央の軸を中心に傾ける構成によってベルトの幅方向の移動を規制する方法が提案されている。具体的には、ベルトの外周面側に設けられた回転支軸を中心に、従動ローラの回転軸の両端部を支持するフレームを回動可能な構成である。

ベルトが一端側へ移動した場合、ベルトから張架ローラに与えられる張力は、一端側の方が他端側よりも大きくなる。このように張力のバランスが崩れることによって、張架ローラの一端側がベルトに押されてベルト内周面から離れる方向に移動しようとする。それによって、フレームが回動支軸を中心に一端側を下げ他端側を上げるように回動し、その結果、従動ローラが駆動ローラに対してベルトを他端側に移動させる向きに傾くことになる。

特開平１１−０７９４５９号公報

しかしながら、特許文献１では、ベルトの寄りを規制するために従動ローラを駆動ローラに対して傾ける為に、従動ローラの回転軸を支持するフレームをベルト外周面側の回動支軸を中心に回動させる構成が必要になり、構成が複雑になってしまう問題がある。

そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、ベルトの寄りを規制するベルト搬送装置及び、ベルト搬送装置を備えた画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、本発明は、回転移動する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、を備えるベルト搬送装置において、前記張架部材は、軸受によって回転止めされた軸と、前記軸を中心に回転自在であり前記ベルトの内周面を支持するベルト支持部材と、前記ベルトの回転方向と直交する方向である幅方向に関して、前記ベルト支持部材と前記軸受との間に設けられ、前記軸に対して回転軸線が傾くように固定された固定軸に対して回転可能な回転部材であって、前記ベルト支持部材から最も離れた位置における外径が前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径以上の大きさであり、少なくとも一部が前記ベルトの一端側のベルト端部よりも外側に位置し、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部を前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる前記回転部材と、を有し、前記回転軸線は、前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部に対して前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる力を前記回転部材が与えるように、前記軸に対して傾いていることを特徴とする。

また、本発明の他の構成は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写材に転写するための転写ユニットと、を備え、前記転写ユニットは回転移動する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、を備える画像形成装置において、前記張架部材は、軸受によって回転止めされた軸と、前記軸を中心に回転自在であり前記ベルトの内周面を支持するベルト支持部材と、前記ベルトの回転方向と直交する方向である幅方向に関して、前記ベルト支持部材と前記軸受との間に設けられ、前記軸に対して回転軸線が傾くように固定された固定軸に対して回転可能な回転部材であって、前記ベルト支持部材から最も離れた位置における外径が前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径以上の大きさであり、少なくとも一部が前記ベルトの一端側のベルト端部よりも外側に位置し、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部を前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる回転部材と、を有し、
前記回転軸線は、前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部に対して前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる力を前記回転部材が与えるように、前記軸に対して傾いていることを特徴とする。

本発明によれば、高い位置精度で配置され、張架部材の軸に対して傾いた回転軸で回転する回転部材によって、無端状のベルトがベルト支持部材から回転部材に向かう方向に寄った場合に簡単な構成でベルトの寄りを規制する効果がある。

本発明の画像形成装置を説明する概略図 中間転写ユニット１２０の外観を示す斜視図 （ａ）図２の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図、（ｂ）図３（ａ）の右側（１０ａ側）部の拡大図 実施形態１のテンションローラ４の斜視図 実施形態１のベルト１端部の移動軌跡を説明する説明図 実施形態１のベルト１に対する回転部材への巻きつき量と、その際の戻し力と寄り力の関係を簡易的に説明する説明図 実施形態１の他の構成を説明する説明図 実施形態１の転写ユニットを説明する斜視図 実施形態２のテンションローラ４の斜視図 （ａ）図９の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図、（ｂ）図９（ａ）の右側（１０ａ側）部の拡大図 実施形態２のベルト１端部の移動軌跡を説明する説明図 （ａ）本実施形態３の回転部材を説明するためのテンションローラ４の斜視図、（ｂ）図１２（ａ）の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図 （ａ）実施形態４の構成を説明する為のテンションローラ４の断面図、（ｂ）図１３（ａ）のテンションローラ４の右側部を拡大した拡大図 （ａ）実施形態５のテンションローラ４の斜視図、（ｂ）図１４（ａ）の矢印５０方向にテンションローラ４を切断した時の断面図 ベルト１に対する片寄せ力Ｆｄと、傾斜コロ１６ａによる戻し力Ｆａの関係を示した図

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本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べきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本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。

（実施形態１）
（画像形成装置全体構成）
図１は、カラー画像形成装置の一例を示す概略図であり、図１を用いて本実施形態の画像形成装置の構成を説明する。画像形成装置１００は、画像形成装置１００に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器から送られてきた信号に従って、電子写真方式により、記録用紙、ＯＨＰシートなどの転写材Ｐに画像を形成することができる。

画像形成装置１００内には、複数の像形成手段としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが、ここでは略水平方向に直線状に配置されている。また、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋに対向するようにベルト搬送装置である転写ユニットが配置されている。

本実施形態の転写ユニットは、中間転写体としての無端状のベルト（中間転写ベルト）１を各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋと対向して回転移動させる中間転写ユニット１２０である。各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、それぞれ形成するトナー像の色が異なることを除けば、同一の構成、作用を成す。以下、特に区別を要しない場合は、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋのいずれかに属する要素であることを示すために図中符号に与えたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字は省略して総括的に説明する。

画像形成ユニット１１０では、周知の電子写真画像形成プロセスによってトナー像を形成する。つまり、画像形成ユニット１１０には、像担持体として円筒型の電子写真感光体、即ち感光ドラム１１１が図中矢印方向に回転可能に設けられている。画像形成動作においては、まず回転する感光ドラム１１１の表面を不図示の帯電手段が帯電する。次に、コンピュータから送られてきた信号に従って、露光手段としてのレーザスキャナ１３０が発光し、帯電した感光ドラム１１１上を走査露光することによって感光ドラム１１１上に静電像を形成する。感光ドラム１１１上に形成された静電潜像は、現像手段である現像装置１１３が現像剤としてトナーを供給し、トナー像として可視化する。こうして感光ドラム１１１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｔ１においてベルト１を介して感光ドラム１１１と対向配置された１次転写手段である１次転写ローラ１２１の作用によってベルト１上に静電的に転写される。

上記のようなプロセスによって、ベルト１の移動とタイミングをとって各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの感光ドラム１１１上に形成されたトナー像は順次ベルト１上に重ね合わせて転写され、カラートナー像が形成される。

一方、転写材収容部１４０からピックアップローラ１４１などによって送り出された転写材Ｐが、レジストローラ１４２においてタイミングをとって、２次転写手段たる２次転写ローラ１４３とベルト１との当接部（２次転写部）Ｔ２へと搬送されてくる。こうして、ベルト１上のトナー像は２次転写部Ｔ２において２次転写ローラ１４３の作用によって転写材Ｐに静電的に転写される。次いで、転写材Ｐはベルト１から分離されて定着ユニット１５０へと搬送され、ここで、転写材Ｐ上のトナー像は加圧、加熱され、転写材Ｐ上に強固に定着される。その後、転写材Ｐは排出ローラ１６０によって搬送され、排出トレイ１７０上に排出される。

本実施形態の画像形成装置１００では、転写ユニットである中間転写ユニット１２０も画像形成装置１００に対して着脱自在とされている。即ち、ベルト搬送装置が画像形成装置に対して着脱自在な構成とされている。また、各画像形成ユニット１１０の感光ドラム１１１、現像装置１１３は、枠体によって一体的にカートリッジ化されて画像形成装置１００に対して着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。

（中間転写ユニット）
次に、図２を参照して中間転写ユニット１２０の全体構成について説明する。図２は本実施形態における中間転写ユニット１２０の外観を示す斜視図である。

中間転写ユニット１２０には、無端状のベルト１と、ベルト１を張架するための複数の張架部材として、ベルト１を駆動する駆動ローラ２、従動回転する従動ローラ３及びテンションローラ４の３つのローラが設けられている。

駆動ローラ２、従動ローラ３は、それぞれ幅方向両端部を軸受５（５ａ、５ｂ）、６（６ａ、６ｂ）によって回転可能に支持されている。ここで、幅方向とはベルトの回転方向と略直交する方向である。そして、第１、第２の側板７ａ、７ｂが、２つのローラを支持する軸受５（５ａ、５ｂ）、６（６ａ、６ｂ）を保持する。駆動ローラ２は、画像形成装置１００に設けられた駆動源（不図示）から駆動が伝達されて回転する。駆動ローラ２が回転することで、駆動ローラ２によって張架されているベルト１は図中矢印Ｂｆにて示す方向に回転移動する。従動ローラ３は、駆動ローラ２によってベルト１を回転させることで、ベルト１に対して従動回転する。また、従動ローラ３は駆動ローラ２と略平行に維持される。

テンションローラ４は、矢印Ｔ方向（ベルト内周面側からベルト外周面側に向う方向）に移動可能に保持されている。即ち、テンションローラ４の両端部には、テンションローラ軸８を軸支する軸受１７（１７ａ、１７ｂ）が設けられている。軸受１７（１７ａ、１７ｂ）は、第１、第２の側板７ａ、７ｂにそれぞれ設けられた細長形状の軸受保持穴１０（１０ａ、１０ｂ）に滑動可能に保持されている。この軸受１７（１７ａ、１７ｂ）は、弾性部材である付勢バネ１１（１１ａ、１１ｂ）によって付勢されており、ベルトを内周面側から外周面側に付勢する。これによってベルト１に張力を与えている。テンションローラ４は駆動ローラ２によってベルト１を回転させることで従動回転する。

ベルト１は、外周面において回転方向Ｂｆに対し略直交方向（幅方向）の両端近傍に、補強部材である補強テープ１２（１２ａ、１２ｂ）が取り付けられている。補強テープ１２（１２ａ、１２ｂ）は、ベルト１の略全周方向に亘り延在する。

（寄り規制手段）
次に、本実施形態の中で最も特徴的な寄り規制手段の構成について、図２、３、４を用いて説明する。本実施形態の寄り規制手段は、複数の張架部材の内の少なくとも一つの張架部材が備える、幅方向の少なくとも一端側に設けられた回転部材である。

図３（ａ）は、図２の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図であり、図３（ｂ）はその右側（１０ａ側）部の拡大図であり、図４はテンションローラ４の斜視図である。図３に示すように、テンションローラ４は、ベルト内周面を支持するベルト支持部材であるスリーブ１３と、スリーブ１３に通された軸を備える。スリーブ１３は、軸であるテンションローラ軸８を中心に回転自在である。

ベルト１は、テンションローラ４と接触する領域においては、スリーブ１３の外周面に巻き付けられている。ここで、スリーブ１３は中空の筒状の部材であり、スリーブ１３の外周面が、ベルト１の内周面に接触するベルト接触面である。スリーブ１３の外周面の両端側には、スリーブ１３を保持する保持部材であるフランジ１４ａ、１４ｂと、支持部軸受９ａ、９ｂが設けられている。スリーブ１３は、フランジ１４ａ、１４ｂと、支持部軸受９ａ、９ｂ介して、テンションローラ軸８に軸支されている。

フランジ１４と支持部軸受は嵌合し、一体的に回転する。このような構成によってスリーブ１３は、回転軸Ｑを軸として図中矢印Ｂｆにて示す方向に従動回転する。この時、テンションローラ軸８は、回転止めされた状態で軸受１７ａ、１７ｂによって軸支されている。

さらに、スリーブ１３の幅方向における両端と軸受１７ａ、１７ｂには、テンションローラ軸８である回転軸Ｑに対して、矢印方向へα°（α°＝０．６°）傾けられた回転部材の回転軸がテンションローラ軸８に回転止めされて設けられている。回転部材の回転軸である傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂに嵌合されて回転自在な回転部材として、外径が一定の円筒形状の傾斜コロ１６ａ、１６ｂが設けられている。以下、回転部材の回転軸（固定軸）を傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂとし、回転部材を傾斜コロ１６ａ、１６ｂとして説明する。

そのため、傾斜コロ１６ａ、１６ｂはスリーブ１３の回転軸Ｑとは異なる回転軸Ｒ（回転軸線Ｒａ、回転軸線Ｒｂ）を軸として回転可能である。傾斜コロ１６ａ、１６ｂの幅方向における最も内側の外径は、スリーブ１３の幅方向における端部の外径以上であることが望ましい。傾斜コロ１６ａ、１６ｂの最も内側の外径がスリーブ１３の端部よりも小さいと、傾斜１６ａ、１６ｂとスリーブ１３の境目において、ベルト１に屈曲が生じ易くなるためである。

傾斜コロ軸１５はテンションローラ軸８に嵌合し位置決めされるので、テンションローラ軸８と傾斜コロ軸１５を別々に構成し位置決めしたものより高い位置精度を出すことができる。なお、テンションローラ軸８と傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂを一体で形成し、テンションローラ軸８に直接傾斜部を設けることで、傾斜コロ１６ａ、１６ｂが回転軸Ｒａ、Ｒｂを軸として回転できるようにしても良い。

本実施形態では、ベルト１が幅方向において一端側に寄った場合に、この傾斜コロ１６ａ、１６ｂによってベルト１に対して、寄り方向と逆方向の力を発生させることで、ベルト１の寄りを規制する。この傾斜コロ１６ａ、１６ｂが、一端側に寄ったベルト１を他端側へ戻す機能について説明する。

図５は、説明が分かり易いように、図３の右側を拡大し傾斜コロ１６ａ部にベルト１が掛った部分のみに注目し、補強テープ１２ａ、傾斜コロ軸１５ａ、テンションローラ軸８等は省略し、簡易的に示したものである。

図２に示すように、ベルト１は、駆動ローラ２とテンションローラ４と従動ローラ３によって張架され、駆動源（不図示）によって駆動ローラ２が回転され、駆動ローラ２がベルト１を矢印Ｂｆ方向へ移動させ、従動ローラ３とテンションローラ４は従動回転している。この時、ベルト１の回転方向において、ベルト１のＤ側はテンションローラ４に対して回転方向上流側となり、Ｅ側はテンションローラ４に対して回転方向下流側となる。

駆動ローラ２を駆動させベルト１を回転移動させると、Ｄ側のベルト１は、回転方向Ｂｆと略平行な進入方向でテンションローラ４に向って移動する。そして、回転軸Ｒａを中心に傾斜コロ１６ａが矢印５４の方向に回転することで、ベルト１の端部１ａは、傾斜コロ１６ａから力を受けつつ回転移動し、ベルト１の端部１ａは傾斜コロ１６ａへ巻きつく。

その後、ベルト１は、約２α°の巻きつき角を持って幅方向の外側（図５では、矢印５２の方向）へ向かう方向に移動する。即ち、図５で示すように、回転軸Ｒａによって回転する傾斜コロ１６ａによって、ベルト１の端部がベルト１の幅方向において傾斜コロ１６ａに対して進入する進入位置よりも外側へ巻きつく。

図５を用いて、ベルト１の端部であるエッジ１ａの軌跡を具体的に説明する。傾斜コロ１６ａは矢印５４の方向に回転しており、ある微小時間に、Ｄ側のベルト１のエッジ１ａ上の点ｐ１は、傾斜コロ１６ａの回転に合わせて点ｐ２へ移動し、同様に、点ｐ３は点ｐ４といったように傾斜コロ１６ａの回転方向である５４方向へ移動する。また、Ｅ側のエッジ１ａ上の点も同様に傾斜コロ１６ａの回転方向に合わせて移動する。ベルト１のエッジ１ａは、移動後１ａ’の位置となる。その結果、相対的には、ベルト１が位置Ｈから位置Ｈ’へと矢印５３方向へ移動したことになる。このことより、傾斜コロ１６ａによって、ベルト１の傾斜コロ１６ａに巻きついている部分では、常にベルト１を矢印５３方向へ移動させる戻し力Ｆａが発生している。

また、上記は傾斜コロ１６ａについて述べたが、反対側の傾斜コロ１６ｂについても同様の事が言えて、ベルト１の傾斜コロ１６ｂに巻きついている部分では、上記と同様の原理で、矢印５２方向（幅方向における中央方向）へ移動することになる。

さらに、この傾斜コロ１６ａ、１６ｂによる戻し力Ｆａ、Ｆｂは、ベルト１の傾斜コロ１６への巻きつき量Ｗ（Ｗ０、Ｗａ）によって変化し、所定の範囲においてはその掛かり量が多い程大きいことが言える。また、本実施形態では、傾斜コロ１６ａ、１６ｂの傾斜角度をα°＝０．６°としたが、ベルト１の材質、傾斜コロ１６ａ、１６ｂの外径等の影響によって、最適なαの値は異なってくるので、中間転写ユニット１２０の構成に合わせて適宜、値を変更可能である。

次に、中間転写ユニット１２０の取付け平面度のミスアライメントや、ベルト１の左右周長差、バネ圧左右差等によって、ベルト１に寄り力が発生した場合に、傾斜コロ１６ａ、１６ｂによってベルトの寄りが規制される原理について図６を用いて説明する。図６は、ベルト１がテンションローラ４の両端に設けられた傾斜コロ１６ａ、１６ｂへの巻きつき量と、その際の戻し力と寄り力の関係を簡易的に示したものであり、補強テープ１２ａ、１２ｂ、傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂ、テンションローラ軸８等は省略してある。

まず、図６（ａ）に示すように、ベルト１はテンションローラ４の幅方向における両端にある傾斜コロ１６ａ、１６ｂに所定の量だけ左右同じ幅だけ巻きついている状態を初期状態とし、この時の巻きつき量をＷ０とする。この際、前述したように、ベルト１が傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きついている個所では、幅方向における中央への戻し力が発生している。そのため、ベルト１には力Ｆａと力Ｆｂの二つの力が作用しており、両者が釣り合って、幅方向の移動は止まっている（ベルト１が寄っていない）。この時のベルト１に作用する幅方向の力の釣り合いは、
戻し力Ｆａ＝戻し力Ｆｂ ・・・（１）
となっている。

ここで、図６（ｂ）に示すように、上記平面度のミスアライメントやベルトの左右周長差等の理由により、ベルト１に対して矢印５２方向の寄り力Ｆｃが発生したとする。すると、ベルト１は寄り力Ｆｃによって矢印５２方向へ移動し、傾斜コロ１６ａへのベルト１右側端部の巻きつき量が増え、それに伴って戻し力Ｆａは大きくなり、この時の戻し力をＦａ’とする。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、巻きつき量は、Ｗ０からＷａに増加する。傾斜コロ１６ａへのベルト１右側端部の巻きつき量が増えた図６（ｂ）の方が、逆に、ベルト１左側端部の傾斜コロ１６ｂへの掛かり量は減り、それに伴って戻し力Ｆｂは小さくなり、この時の戻し力をＦｂ’とする。前述した寄り力Ｆｃと、両側の傾斜コロ１６ａ、１６ｂによる戻し力とが釣り合う位置で、ベルト幅方向の移動が規制される。この時のベルト１に作用する幅方向の力の釣り合いは、
寄り力Ｆｃ＋戻し力Ｆｂ’＝戻し力Ｆａ’ ・・・（２）
となっている。

以上のような原理で、ベルト１に寄り力Ｆｃが発生したとしても、傾斜コロ１６ａ、１６ｂの機能で、ベルトの寄りを規制することが可能である。

さらに、先ほどベルト１が両端の傾斜コロ１６ａ、１６ｂに同量Ｗ０だけ巻きついている状態を初期状態として説明したが、図７（ａ）のように、両端の傾斜コロ１６ａ、１６ｂの距離をベルト１の幅よりも大きくし、ベルト１があらかじめ傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きついていない状態を初期状態としても良い。この場合は、ベルト１に戻し力が発生していないので、
戻し力Ｆａ＝戻し力Ｆｂ＝０ ・・・（３）
となっており、ベルト１は幅方向の移動が発生していない状態である。

ここで、ベルト１に矢印５２方向の寄り力Ｆｃが発生すると、ベルト１が矢印５２方向へ移動し、傾斜コロ１６ａの上に乗り出す。図７（ｂ）に示すように、傾斜コロ１６ａへの巻きつき量が増えるにつれて徐々に戻し力Ｆａが大きくなり、寄り力Ｆｃと傾斜コロ１６ａによる戻し力が釣り合った所で幅方向の移動が止まり、この時の戻し力をＦａ’とする。この時のベルト１に作用する幅方向の力の釣り合いは、
寄り力Ｆｃ＝戻し力Ｆａ’ ・・・（４）
となっている。

このように、両端の傾斜コロ１６ａ、１６ｂの間隔をベルト１の幅よりも大きくし、ベルト１があらかじめ傾斜コロ１６ａ、１６ｂに乗っていない状態を初期状態としても同様の効果がある。このような構成により、初期状態はベルト端部が傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きついていないので、ベルト端部の負荷を軽減する効果がある。

なお、本実施形態では傾斜コロ１６ａ、１６ｂの回転軸をテンションローラ８の回転軸に対して傾ける方向を、テンション方向であるＴ方向で説明したが、他の方向に傾けてもよい。例えば、図８に示すように、鉛直下向きであるＵ方向に傾けた構成をとっても、前述のようにベルト１が傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きつき、ベルトを中央へ戻す戻し力を得る事が可能である。

なお、補強テープ１２ａ、１２ｂはベルト１端部の剛性を上げる目的で貼ってある。もしベルト１の剛性が弱いと、付勢バネ１１によってテンションをかけられたベルト１の端部が伸びてしまう。その結果、傾斜コロ１６ａ、１６ｂとベルト１の接触圧が小さくなり、傾斜コロ１６ａ、１６ｂとベルト１の間での滑り量が大きくなってしまい、戻し力Ｆａ、Ｆｂが小さくなってしまう。そのため、補強テープ１２を貼る事で、ベルト１端部の剛性を上げ、傾斜コロ１６ａ、１６ｂの戻し力戻し力Ｆａ、Ｆｂの低下を防ぐ事が可能である。

また、本実施形態のように、ベルト１の端部の内周面が直接傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きつく構成にすることで、ベルト１の端部に、ベルトの寄りを規制するための突起部（リブ）を設けなくてよい。リブを設けないことで、中間転写ユニットの部品点数を減らし、さらにベルト１に突起部を貼る工数も必要ないため、コストダウンすることが可能である。

以上、本実施形態によれば、少なくとも一つの張架部材の端部に設けた回転部材である傾斜コロ１６ａ、１６ｂによってベルトの寄り方向と逆方向の力を発生させることが可能である。よって、傾斜コロ１６ａ、１６ｂにベルト１端部が巻きつくだけでベルトを中央へ戻すことが可能であり、ベルト１の外周面側の回動支軸を中心に回動するフレームのような複雑な構成が必要なく、簡単な構成でベルトの寄りを規制することが可能である。

（実施形態２）
実施形態１では、回転部材として円筒形状の傾斜コロ１６ａ、１６ｂによってベルトの寄りを規制することについて説明した。これに対して、本実施形態では、回転部材としてテーパ形状の回転部材を使用することを特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。

図９は、本実施形態のテーパ形状の回転部材を説明するためのテンションローラ４の斜視図である。図１０（ａ）は、図９の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図であり、図１０（ｂ）はその右側（１０ａ側）部の拡大図である。スリーブ１３の幅方向における両端側には、テーパ形状の回転部材として傾斜テーパコロ１８ａ、１８ｂが設けられる。

スリーブ１３の回転軸Ｑに対して、矢印方向へα°（α°＝０．６°）傾けられた傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂが、テンションローラ軸８に回転止めされて設けられており、その傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂに嵌合されて傾斜テーパコロ１８が回転自在な構成となっている。よって、傾斜テーパコロ１８ａ、１８ｂはスリーブ１３の回転軸Ｑとは異なる回転軸Ｒを軸として回転可能である。この傾斜テーパコロ１８ａ、１８ｂは、軸方向外側へいくにつれて外径が大きくなるテーパ面を有しており、そのテーパ角度をβ°（β°＝０．６°）とする。

ここで、ベルト１が傾斜テーパコロ１８ａ、１８ｂに巻きついている状態において、傾斜テーパコロ１８ａ、１８ｂがベルト１を中央へ戻す機能について説明する。

図１１は、説明が分かり易いように、傾斜テーパコロ１８ａ部にベルト１が掛った部分のみに注目し、補強テープ１２ａ、１２ｂ、傾斜コロ軸１５ａ、１５ｂ、テンションローラ軸８等は省略し、簡易的に示したものである。図１１を用いて、ベルト１の動作について説明する。

回転軸Ｒａを中心に傾斜テーパコロ１８ａが矢印５４の方向に回転することで、ベルト１の端部１ａは、傾斜テーパコロ１８ａから力を受けつつ回転移動し、ベルト１の端部１ａは傾斜テーパコロ１８ａへ巻きつく。その後、ベルト１は、約２×（α＋β）°の巻きつき角を持って幅方向の外側（図１１では、矢印５２の方向）へ向かう方向に移動する。即ち、図１１で示すように、ベルト１の端部は、傾斜テーパコロ１８ａによって、ベルト１の幅方向において傾斜テーパコロ１８ａに対して進入する進入位置よりも外側へ巻きつくことが可能になる。

図１１を用いて、ベルト１端部のエッジ１ａの軌跡を具体的に説明する。傾斜テーパコロ１８ａは矢印５４’の方向に回転しており、ある微小時間に、Ｄ側のベルト１のエッジ１ａ上の点ｐ１は、傾斜テーパコロ１８ａの回転に合わせて点ｐ２’へ移動し、同様に、ｐ３点はｐ４’点といったように傾斜テーパコロ１８ａの回転方向である５４’方向へ移動する。

また、Ｅ側のベルト１のエッジ上の点も同様に傾斜テーパコロ１８ａの回転方向に合わせて移動する。ベルト１のエッジ１ａは、移動後１ａ’の位置となる。その結果、相対的には、ベルト１が位置Ｉから位置Ｉ’へと矢印５３方向へ移動したことになる。このことより、傾斜テーパコロ１８ａの機能によって、ベルト１の傾斜テーパコロ１８ａに乗っている部分では、常に傾斜テーパコロ１８ａによってベルト１を中央へ戻すような力Ｆａが発生している。

このように、本実施形態では、ベルト１はテンションローラ４に巻き付く際、傾斜コロ軸１５の傾斜角度（α°）＋テーパ角度（β°）の分だけ巻きつき角を発生して巻きつく事が可能である。その結果、ベルト１のＥ側において、エッジ１ａからエッジ１ａ’への矢印５３方向の移動量が大きくなる。つまり、この巻きつき角が大きい程中央への移動量は大きく、傾斜コロ１５の回転軸の傾斜角度が同じであっても実施形態１の構成より、大きな戻し力Ｆａ、Ｆｂを得ることが可能である。

寄り戻し力Ｆａ、Ｆｂが大きくできるので、例えば、少ない傾斜コロ１８ａ、１８ｂに対する巻きつけ量で寄りを規制することが可能である。また、中間転写ユニット１２０に大きな寄り力が発生した場合でも、寄りを規制することが可能になるため、中間転写ユニット１の前記ミスアライメント、ベルトの左右周長差、バネ圧左右差の許容値を緩和する事が可能である。

（実施形態３）
実施形態１では、円筒形状の回転部材によってベルトの寄りを規制することについて説明した。これに対して、本実施形態では、回転部材の表面に摩擦層１９（１９ａ、１９ｂ）を形成することを特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。

図１２（ａ）は、本実施形態の摩擦層１９ａ、１９ｂを説明するためのテンションローラ４の斜視図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の矢印５０方向からテンションローラ４とその周辺部を切断した際の断面図である。

図１２に示すように、傾斜コロ１６ａの表層には、摩擦層１９ａが形成されている。（同様に、傾斜コロ１６ｂの表層には、摩擦層１９ｂが形成されている。）具体的には、この摩擦層１９ａ、１９ｂは、スリーブ１３の外周面の摩擦係数よりも高い摩擦係数を有する。

摩擦層１９ａ、１９ｂとしては、シリコーンゴムや、ウレタンゴム等が考えられる。シリコーンゴムやウレタンゴムを、テープ状にして傾斜コロ１６ａ、１６ｂの表面に張ったり、傾斜コロ１６ａ、１６ｂをシリコーンゴムやウレタンゴムで構成したりしてもよい。

この摩擦層１９ａ、１９ｂによって、ベルト１の傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きついている部分において、ベルト１と傾斜コロ１６ａ、１６ｂとの間のスリップが軽減する。そのため、ベルト１が傾斜コロ１６ａ、１６ｂに巻きつき角を持って搬送される場合、スリップする量が少ないので、摩擦層１９ａ、１９ｂがない傾斜コロよりも同じ巻きつき量でベルト１に対してより大きな戻し力が発生し、中央へ戻す力Ｆａ、Ｆｂが大きくなる。

寄り戻し力Ｆが大きくできるので、例えば、少ない傾斜コロ１６に対する巻きつけ量で寄りを規制することが可能である。また、中間転写ユニット１２０に大きな寄り力が発生した場合でも、寄りを規制することが可能になるため、中間転写ユニット１の前記ミスアライメント、ベルトの左右周長差、バネ圧左右差の許容値を緩和する事が可能である。

尚、本実施形態の摩擦層１９は、実施形態２の回転部材である傾斜テーパコロ１８に形成してもよい。

（実施形態４）
実施形態１では、回転部材とベルト支持部材が、ベルト１の内周面に接触してそれぞれ独立して回転する構成を説明した。これに対して、本実施形態では、回転部材とベルト支持部材を、嵌合し同角速度で回転可能にすることを特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。

図１３（ａ）は、本実施形態の構成を説明する為のテンションローラ４の断面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のテンションローラ４の右側部を拡大したものである。ベルト支持部材であるスリーブ１３の回転軸Ｑに対して、矢印へα°傾けられた傾斜コロ軸１５ａが、テンションローラ軸８に回転止めされて設けられている。その傾斜コロ軸１５ａに嵌合されて、スリーブ１３の外径ｒ１３よりも大きな外径の傾斜コロ２０ａが設けられており、その外径をｒ２０とする。

さらに、スリーブ１３と嵌合したフランジ２２ａにボス２３ａを設け、傾斜コロ２０ａにボス穴２１を設け、お互いを嵌め合わせることで、スリーブ１３は傾斜コロ２０ａと連動して回転可能となる。この時、スリーブ１３は、回転軸Ｑを回転軸として、傾斜コロ２０ａは回転軸Ｒａを回転軸として、軸の回転を互いに角度を付けて伝えるための自在継手となっており、お互い異なる回転軸をもって回転する。

この時、傾斜コロ２０ａ外径はスリーブ１３外径より大きく、テンション方向であるＴ方向にスリーブ１３より出っ張っているため、傾斜コロ２０ａはベルト１（不図示）から駆動力をもらって従動回転する。スリーブ１３は傾斜コロ２０ａから駆動力をもらって同角速度で回転している。傾斜コロ２０ａの外径よりも小さい外径のスリーブ１３が傾斜コロ２０ａと同一角速度で回転しているため、スリーブ１３の外周の周速は、傾斜コロ２０ａの外周の周速よりも遅くなっている。即ち、スリーブ１３の外周の周速はベルト１の速度よりも遅くなっていることになる。つまり、スリーブ１の外周とベルト１間では、回転方向のスリップが発生している。その結果、スリーブ１３−ベルト１間のグリップ力は、傾斜コロ２０ａ−ベルト１間のグリップ力より小さくなる。スリーブ１３部と傾斜コロ２０ａ部では相対的なグリップ力の差がある分、傾斜コロ２０ａが発生する中央への戻し力Ｆａからより大きな効果を得ることが可能である。

寄り戻し力が大きくできるので、例えば、少ない傾斜コロに対する巻きつけ量で寄りを規制することが可能である。また、中間転写ユニット１２０に大きな寄り力が発生した場合でも、寄りを規制することが可能になるため、中間転写ユニット１の前記ミスアライメント、ベルトの左右周長差、バネ圧左右差の許容値を緩和する事が可能である。

（実施形態５）
実施形態１では、テンションローラ４の幅方向両端側にそれぞれ回転部材を設け、ベルトの寄りを規制する構成を説明した。これに対して、本実施形態では、意図的にベルト１を幅方向一端側に移動させる片寄せ構成とし、一端側のみに回転部材を設けることを特徴とする。なお、その他の構成については実施形態１の画像形成装置と同様であるので、同様の部分については同様の符号を付して説明する。

本実施形態について、図１４、図１５を参照して説明する。図１４（ａ）は、本実施形態のテンションローラ４の斜視図であり、図１４（ｂ）は、矢印５０方向にテンションローラ４を切断した時の断面図である。図１５（ａ）、（ｂ）は、ベルト１に対する、バネ圧左右差における寄り力Ｆｄと、傾斜コロ１６ａによる戻し力Ｆａの関係を示した図である。

本実施形態は、テンションローラ４に対する左右のバネ圧を変更している。左右のバネ圧は、図２の中間転写ユニット１２０において、ベルト１にテンションを与える左右のバネ１１の内、バネ１１ａの圧を小さく、バネ１１ｂの圧を大きく設定する。その状態で、ベルト１に駆動力を与え搬送すると、ベルト１は常に矢印５２の方向に寄ることになる。つまり、中間転写ユニット１２０は、常にベルト１を矢印５２方向へ（幅方向一端側へ）片寄せする構成にしてある。

そして、テンションローラ４の一端側のみに、スリーブ１３の回転軸に対して、矢印方向へα°傾けられた傾斜コロ軸１５ａが、テンションローラ軸８に回転止めされて設けられている。その傾斜コロ軸１５ａに嵌合されて、回転部材である傾斜コロ１６ａが設けられている。そのため、傾斜コロ１６ａは、回転軸Ｒａを軸として回転可能である。他端側には、テンションローラ軸に嵌合してコロ２４が、回転軸Ｑを軸として回転可能に設けられている。ベルト１が傾斜コロ１６ａに掛かっている部分においては、実施形態１と同様に、ベルト１の傾斜コロ１６ａへの巻きつきによって、ベルト１は矢印５３の方向に寄せられる。

図１５（ａ）に示すように、ミスアライメント等による寄り力Ｆｃがない状態では、バネ圧の左右差による寄り力Ｆｄ（片寄せ力）と、傾斜コロ１６ａによる戻し力Ｆａが釣り合っており、
寄り力Ｆｄ＝戻し力Ｆａ ・・・（５）
となっている。この際のベルト１の傾斜コロ１６ａへの係り量をＷ０とする。

ここで、ミスアライメント等により、矢印５２方向へ寄り力Ｆｃが発生した場合には、ベルト１は矢印５２方向へ移動する。その結果、ベルト１の傾斜コロ１６ａへの掛かり量はＷａに増加し、傾斜コロ１６ａによる戻し力はＦａ’に増加する。この際の関係は、
寄り力Ｆｄ＋寄り力Ｆｃ＝戻し力Ｆａ’ ・・・（６）
となり、釣り合っている。

このように、あらかじめベルト１を片側に寄せる構成にし、テンションローラ４のベルト１が寄せられる側のみに傾斜コロ１６ａを設けることで、ベルトの寄りを規制することが可能である。そのため、構成の更なる簡略化、コストの削減が可能である。

上記実施形態では、テンションローラ８が寄り規制手段である回転部材を備える構成を説明したが、回転部材は、他の張架部材である駆動ローラ２、従動ローラ３が備える構成であってもよい。また、複数の張架部材が、回転部材を備える構成であってもよい。

また、上記実施形態では中間転写ユニット１２０は、複数の張架部材として３本のローラを使用したものであるとして説明したが、少なくとも駆動ローラ２およびテンションローラ４の２本のローラがあれば良い。

なお、上記実施形態では、ベルト搬送装置として中間転写ユニットを用いて説明したが、これに限定されるものではない。ベルト搬送装置のベルトとしては、静電潜像が形成される感光体ベルト、転写材を搬送する転写材搬送ベルト、トナー像を転写材に定着する定着ベルトであってもよい。また、本発明のベルト搬送装置をベルトコンベア等の画像形成装置以外に用いてもよい。

１ ベルト
４ テンションローラ
８ テンションローラ軸
１３ スリーブ
１４ フランジ
１５ 傾斜コロ軸
１６ 傾斜コロ
１８ 傾斜テーパコロ
１９ 摩擦層
１００ 画像形成装置
１２０ 中間転写ユニット

Claims (22)

1. 回転移動する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、を備えるベルト搬送装置において、
   前記張架部材は、軸受によって回転止めされた軸と、前記軸を中心に回転自在であり前記ベルトの内周面を支持するベルト支持部材と、
   前記ベルトの回転方向と直交する方向である幅方向に関して、前記ベルト支持部材と前記軸受との間に設けられ、前記軸に対して回転軸線が傾くように固定された固定軸に対して回転可能な回転部材であって、前記ベルト支持部材から最も離れた位置における外径が前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径以上の大きさであり、少なくとも一部が前記ベルトの一端側のベルト端部よりも外側に位置し、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部を前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる前記回転部材と、を有し、
   前記回転軸線は、前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部に対して前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる力を前記回転部材が与えるように、前記軸に対して傾いていることを特徴とするベルト搬送装置。
2. 前記回転部材は、外径が一定の円筒形状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. 前記回転部材は、前記幅方向に関して前記ベルト支持部材から離れる方へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ形状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。
4. 前記ベルト支持部材は、中空のスリーブと、前記スリーブを保持する保持部材と、を有し、前記ベルトを搬送する際に前記スリーブの外周面が前記ベルトの内周面と接触することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト搬送装置。
5. 前記幅方向に関して、前記回転部材の前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径は、前記スリーブの端部の外径よりも大きく、前記保持部材は前記回転部材と嵌合し、前記回転部材と前記スリーブは連動して回転することを特徴とする請求項４に記載のベルト搬送装置。
6. 前記回転部材は、前記回転部材の表層に前記スリーブの外周面よりも摩擦係数の高い摩擦層を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のベルト搬送装置。
7. 前記幅方向に関して、前記回転部材は、前記ベルト支持部材の両端側に設けられることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト搬送装置。
8. 前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材の両端側に設けられた前記回転部材の間の距離が前記ベルトの幅よりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のベルト搬送装置。
9. 前記幅方向に関して、前記回転部材は、前記ベルト支持部材の一端側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト搬送装置。
10. 前記幅方向に関して、前記ベルトの両端側に補強部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のベルト搬送装置。
11. 前記ベルトは、前記幅方向に関して前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った場合に、前記ベルト端部が前記回転部材に対して進入する進入位置よりも前記幅方向の外側へ巻きつくように前記回転部材によって案内されることによって、前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動することを特徴とする請求項１乃至１０に記載のベルト搬送装置。
12. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体のトナー像を転写材に転写するための転写ユニットと、を備え、前記転写ユニットは回転移動する無端状のベルトと、前記ベルトを張架する張架部材と、を備える画像形成装置において、
    前記張架部材は、軸受によって回転止めされた軸と、前記軸を中心に回転自在であり前記ベルトの内周面を支持するベルト支持部材と、
    前記ベルトの回転方向と直交する方向である幅方向に関して、前記ベルト支持部材と前記軸受との間に設けられ、前記軸に対して回転軸線が傾くように固定された固定軸に対して回転可能な回転部材であって、前記ベルト支持部材から最も離れた位置における外径が前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径以上の大きさであり、少なくとも一部が前記ベルトの一端側のベルト端部よりも外側に位置し、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部を前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる回転部材と、を有し、
    前記回転軸線は、前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った前記ベルト端部に対して前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動させる力を前記回転部材が与えるように、前記軸に対して傾いていることを特徴とする画像形成装置。
13. 前記回転部材は、外径が一定の円筒形状であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記回転部材は、前記幅方向に関して前記ベルト支持部材から離れる方へ向かうにつれて外径が大きくなるテーパ形状であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
15. 前記ベルト支持部材は、中空のスリーブと、前記スリーブを保持する保持部材と、を有し、前記ベルトを搬送する際に前記スリーブの外周面が前記ベルトの内周面と接触することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
16. 前記幅方向に関して、前記回転部材の前記ベルト支持部材から最も近い位置における外径は、前記スリーブの端部の外径よりも大きく、前記保持部材は前記回転部材と嵌合し、前記回転部材と前記スリーブは連動して回転することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記回転部材は、前記回転部材の表層に前記スリーブの外周面よりも摩擦係数の高い摩擦層を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の画像形成装置。
18. 前記幅方向に関して、前記回転部材は、前記ベルト支持部材の両端側に設けられることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記幅方向に関して、前記ベルト支持部材の両端側に設けられた前記回転部材の間の距離が前記ベルトの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
20. 前記幅方向に関して、前記回転部材は、前記ベルト支持部材の一端側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
21. 前記幅方向に関して、前記ベルトの両端側に補強部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
22. 前記ベルトは、前記幅方向に関して前記ベルト支持部材から前記回転部材に向かう方向に寄った場合に、前記ベルト端部が前記回転部材に対して進入する進入位置よりも前記幅方向の外側へ巻きつくように前記回転部材によって案内されることによって、前記回転部材から前記ベルト支持部材に向かう方向に移動することを特徴とする請求項１２乃至２１に記載の画像形成装置。

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