(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトの回転方向と直交する幅方向に関する両端側の前記エンドレスベルトの内周面に設けられた突起部と、
前記エンドレスベルトを支持し、前記エンドレスベルトを回転させる駆動ローラと、
前記駆動ローラの前記両端側に設けられ、前記突起部と接触可能な第１の接触面を備え前記エンドレスベルトの前記幅方向の移動を規制する第１の規制部材と、
前記エンドレスベルトを支持し、前記エンドレスベルトの回転に従動する従動ローラと、
前記従動ローラの前記両端側に設けられ、前記突起部と接触可能な第２の接触面を備え前記エンドレスベルトの前記幅方向の移動を規制する第２の規制部材と、を有する画像形成装置において、
前記第１の接触面は、前記第２の接触面よりも前記ベルト幅方向において中央側に配置され、前記駆動ローラの軸と平行な仮想線と前記第１の接触面が形成する傾斜角は、前記従動ローラの軸と平行な仮想線と前記第２の接触面が形成する傾斜角より小さいことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動ローラの表面の摩擦係数が前記従動ローラの表面の摩擦係数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の規制部材と前記第２の規制部材の前記幅方向の距離をＡ、前記駆動ローラと前記従動ローラの軸間距離をＢとした場合、０．００５２≦Ａ／Ｂ≦０．０１１６であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動ローラ及び前記従動ローラ以外で前記エンドレスベルトを支持する支持ローラを有し、
前記駆動ローラと前記従動ローラの軸間距離は、前記支持ローラと前記駆動ローラとの軸間距離より長いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動ローラ及び前記従動ローラ以外で前記エンドレスベルトを支持する支持ローラを有し、前記支持ローラは、前記エンドレスベルトが前記幅方向に寄った場合でも、前記突起部と接触しないように前記エンドレスベルトを支持していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１の規制部材は、前記駆動ローラに対して回転自在であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の規制部材は、前記従動ローラに対して回転自在であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナー像を担持する像担持体を備え、前記エンドレスベルトは前記像担持体からトナー像が転写される、または、前記像担持体からトナー像が転写される転写材を搬送する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いたカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来カラー画像形成装置に用いられている中間転写ベルトの幅方向の寄り規制手段として、特許文献１（特開平１１−２２３９７１）、特許文献２（特開２００３−２１５９４３）に示すようなものがある。特許文献１では、リブを中間転写ベルトの内周面両端部に沿って設け、リブガイドを駆動ローラの両端部に回転自在に設けている。
【０００３】
特許文献２では、リブを中間転写ベルトの内周面片端部に沿って設け、リブガイド（溝）を中間転写ベルトを張架する複数のローラ（駆動ローラ、従動ローラ）の片端部に設けている。この溝は、ベルトテンションによりベルトの端部がベルト内側に屈曲しないようにリブを落とし込んでガイドする。従動ローラに配置されたリブガイドは、ベルトの寄り規制を行う。駆動ローラに配置されたリブガイドは、ベルト幅方向に所定量移動可能に配置され、リブのベルト幅方向への移動を阻止しないようになっている。
【０００４】
リブは、一般的にポリウレタンフォームやウレタンゴムといった弾性体にて形成され、両面テープ等の粘着剤で貼り付けられている。中間転写ベルトは、一般的にＰＶＤＦ（ポリフッ化ビリニデリン）やポリイミド等の樹脂にて形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２３９７１
【特許文献２】特開２００３−２１５９４３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、駆動ローラの表面には摩擦係数μの大きなゴム層が設けられており、ベルトを安定的に搬送するようになっている。このため、上記特許文献１では、駆動ローラ上ではベルト幅方向への寄り力は大きくなり、リブがリブガイドに規制される力が強くなり、ベルトやリブへの負荷が大きくなり耐久性が低下し、場合によっては破損等してしまうことがある。
【０００７】
一方、通常、従動ローラに用いられるようなアルミのシリンダーは表面が滑らかで摩擦係数μが小さいため、従動ローラ上では寄り力が小さくなる。これを解決するため、ベルトやリブに、強度が高く耐久性の高い材料、例えばポリイミドを使用すると、コストが上がってしまう。
【０００８】
また、ベルトの寄り規制はリブがリブガイドに突き当たることによって行っているため、寄り力が大きくなっていくとリブがリブガイドに乗り上がってしまう場合がある。。リブがリブガイドに乗りあがると、ベルトが駆動ローラの表面から微小に浮き上がることでベルトの駆動半径が変化してしまい、ベルトの搬送速度が変化してしまう。これにより、ベルトの位置検出が不安定になり、画像書き出し位置の同期がとれなくなり、色ずれが発生してしまう。
【０００９】
また、上記特許文献２では、小型のレーザープリンタ等に用いられるような短周長の中間転写ベルトを用いた場合、駆動ローラ上でのベルトのベルト幅方向の移動量Ｄが大きくなり、駆動ローラと従動ローラの軸間距離をＢとした場合のＤ／Ｂ比が大きくなる。このため、ベルト自身の斜め方向への変形量が大きくなっていまい、ベルトが波打って画像に影響を与えてしまう。これを解決するため、中間転写ベルトに剛性の高い材料、例えばポリイミドを使用したり、ベルトがベルト幅方向に移動しないようアクチュエータを用いて駆動ローラのアライメントのフィードバック制御を用いると、コストが上がってしまう。
【００１０】
そこで本発明は、リブ及びリブガイドを用いて高寿命かつ安価にベルトの寄り規制を行い、高品質な画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本出願に係る画像形成装置の代表的な構成は、回転可能なエンドレスベルトと、前記エンドレスベルトの回転方向と直交する幅方向に関する両端側の前記エンドレスベルトの内周面に設けられた突起部と、前記エンドレスベルトを支持し、前記エンドレスベルトを回転させる駆動ローラと、前記駆動ローラの前記両端側に設けられ、前記突起部と接触可能な第１の接触面を備え前記エンドレスベルトの前記幅方向の移動を規制する第１の規制部材と、前記エンドレスベルトを支持し、前記エンドレスベルトの回転に従動する従動ローラと、前記従動ローラの前記両端側に設けられ、前記突起部と接触可能な第２の接触面を備え前記エンドレスベルトの前記幅方向の移動を規制する第２の規制部材と、を有する画像形成装置において、前記第１の接触面は、前記第２の接触面よりも前記ベルト幅方向において中央側に配置され、前記駆動ローラの軸と平行な仮想線と前記第１の接触面が形成する傾斜角は、前記従動ローラの軸と平行な仮想線と前記第２の接触面が形成する傾斜角より小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高寿命かつ安価にベルトの寄り規制を行い、高精度な画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【図２】中間転写ベルトユニットおよびドラムカートリッジユニットの断面図である。
【図３】中間転写ベルトユニットおよびドラムカートリッジユニットの上視図である。
【図４】中間転写ベルトの寄り防止機構の説明図である。
【図５】中間転写ベルトの寄り防止機構の説明図である。
【図６】中間転写ベルトの寄り力の概念図である。
【図７】中間転写ベルトの乗り上げ量の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る画像形成装置の実施形態について、図を用いて説明する。図１は本実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の構成図である。図１に示すように、本実施形態の画像形成装置Ａは、ロータリー（現像器回転）方式の４サイクルフルカラーレーザープリンタである。画像形成装置Ａは、感光体ドラム（像担持体）１を回転させ、帯電ローラ２によって感光体ドラム１の表面を均一に帯電し、と露光手段３によって露光を行い、静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置４の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋによりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより、各色のトナー像として現像され、回転可能な中間転写ベルト（エンドレスベルト）５ａ上に重畳（一次転写）される。
【００１５】
一方、積載トレイ１９に積載されたシートがピックアップローラ１８により分離給送され、搬送ローラ対７ｄによってベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部（二次転写部）に搬送される。二次転写部に搬送されたシートは、２次転写ローラ１１によりトナー像を二次転写され、定着器８により複数色のトナー像を定着され、排出ローラ９によって排出トレイ１０に排出される。
【００１６】
（中間転写ベルトユニットおよび感光体ドラムユニット）
図２は中間転写ベルトユニット２１と感光体ドラムユニット２０の断面図である。図３は中間転写ベルトユニット２１と感光体ドラムユニット２０の上視図である。
【００１７】
図２に示すように、中間転写ベルトユニット２１は、中間転写ベルト５ａ、１次転写ローラ５ｊ、駆動ローラ４０、加圧ローラ（従動ローラ）４１、アイドラローラ（支持ローラ）４２、を有している。ベルト５ａは、ローラ４０〜４２に張架され、駆動ローラ４０によって回転する。１次転写ローラ５ｊは、ベルト５ａを挟んで、感光体ドラム１と対向する位置に設けられ、圧縮バネ４７により軸受４６を介して所定の力でベルト５ａへ圧接され従動回転する。加圧ローラ（テンションローラ）４１は、圧縮バネ４４によりベルト内面から外面に付勢されることで、ベルト５ａに所定の張力を与える。加圧ローラ４１は、ベルト５ａの回転に従動する。図３に示すように、駆動ローラ４０は右側軸受２０１と左側軸受２０５により回転自在に保持され、右側軸受部の駆動ギア４８を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達される。
【００１８】
ベルト５ａは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）或いはポリイミド（ＰＩ）などの樹脂フィルムで形成されている。駆動ローラ４０は、アルミパイプ等の表面に摩擦係数μの大きなゴム層（表層）等がコーティングされており、回転力を確実にベルト５ａに伝達する。加圧ローラ４１は、表面を滑らかに処理された金属（アルミパイプ等）で構成され、表面の摩擦係数μが小さく抑えられている。
【００１９】
感光体ドラムユニット２０は、感光体ドラム１、帯電ローラ２を有している。帯電ローラ２は圧縮バネ２６により軸受２５を介して感光体ドラム１に圧接されている。図３に示すように、感光体ドラム１は、右側軸受２０２と左側軸受２０６により回転自在に保持され、右側端部のカップリング４９を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達される。
【００２０】
（フルカラー画像の各色トナー画像の位置合わせ）
ベルト５ａには、位置検出手段である光センサ７０が設けられている。ベルト５ａのベルト幅方向（ベルト５ａの回転方向と直交する方向）端部の画像形成領域外には、光反射体のマーカー７１が貼付されている。光センサ７０は、マーカー７１へ光を照射し、反射された光を検知することで、ベルト５ａの搬送方向（ベルト幅方向と直交する方向）の画像書き出し位置基準位置を検知する。この検知信号に同期して露光手段３による感光体ドラム１への画像データ書き込みタイミングを制御している。これにより、中間転写ベルト上に重ね合わせる各色トナー画像の位置合わせを行う。
【００２１】
従って、ベルト５ａの搬送速度は画像書き出しタイミングを同期させるために安定していなければならない。搬送速度が不安定になると画像書き出しタイミングを同期できず色ずれ画像が発生してしまうことになる。
【００２２】
（中間転写ベルトの寄り防止機構）
次に、中間転写ベルト５ａの寄り防止機構について説明する。図４、図５は中間転写ベルト５ａの寄り防止機構の説明図である。図４、図５に示すように、中間転写ベルト５ａの寄り防止機構は、リブ５ｒ、コロ（第１の規制部材）１００、コロ（第２の規制部材）１０２を有している。
【００２３】
リブ５ｒは、ベルト５ａの内周面の両端部に帯状に設けられている。リブ５ｒは、ポリウレタンフォームやウレタンゴム等の弾性体で形成されている。リブ５ｒは、リブ５ｒの真直性を保つように両面テープ等の粘着剤で貼り付けられている。
【００２４】
コロ１００は、駆動ローラ４０の両端部に駆動ローラ４０に対して回転自在に設けられている。コロ１００と駆動ローラ４０の間にはテフロン（登録商標）のような摩擦係数μの小さい材質でできたスペーサ（不図示）等が設けられている。コロ１００は、駆動ローラ４０と略同径であり、ベルト幅方向外側の片面に斜面（第１の接触面）１００ａを有している。
【００２５】
コロ１０２は、加圧ローラ４１の両端部に加圧ローラ４１に対して回転自在に設けられている。コロ１０２は、加圧ローラ４１と略同径でありベルト幅方向外側の片面に斜面（第２の接触面）１０２ａを有している。コロ１０２と加圧ローラ４１の間にはテフロン（登録商標）のような摩擦係数μの小さい材質でできたスペーサ（不図示）等が設けられている。
【００２６】
コロ１００は、コロ１０２よりもベルト幅方向においてベルト５ａの中央側に距離Ａだけずれて配置されている。ベルト５ａにベルト幅方向への寄り力が発生した場合、リブ５ｒは、まずコロ１０２の斜面１０２ａに当接する。コロ１０２がベルト幅方向内側にずれてくるベルト５ａに対してベルト幅方向外側に戻す力を加えることで、ベルト５ａの寄りが規制される。
【００２７】
ここで、駆動ローラ４０の表面には摩擦係数μの大きなゴム層が設けられており、駆動ローラ４０は駆動ローラであるため、駆動ローラ上ではベルト５ａに大きな寄り力を発生させおり、コロ１０２によるベルトの寄り規制では十分でない場合がある。この場合、補助的にコロ１００によるベルトの寄り規制が行われる。すなわち、ベルト５ａは、コロ１０２に突き当たった位置から更にベルト幅方向に距離Ａだけ移動し、コロ１００に当接する。コロ１００に当接したベルト５aに対して、コロ１００がベルト幅方向外側に戻す力を加えることでベルトの寄りが規制される。
【００２８】
コロ１００の斜面１００ａとコロ１０２の斜面１０２ａとの距離をＡ、駆動ローラ４０と加圧ローラ４１の軸間距離をＢとした場合、０．００５２≦Ａ／Ｂ≦０．０１１６になるように配置されている。Ａ／Ｂが０．００５２未満では、コロ１０２で十分にベルトの寄り規制が行われずに、コロ１００の寄り規制が始まってしまうため、駆動ローラ上でリブ５ｒがコロ１００に規制される力が強くなり、ベルトやリブ５ｒへの負荷が大きくなり、破損等の耐久性が低下してしまう。Ａ／Ｂが０．０１１６より大きくなると、ベルト自身の斜め方向への変形量が大きくなっていまい、ベルトが波打って波打ち画像が発生してしまう。
【００２９】
加圧ローラ４１の表面は滑らかなアルミパイプ等で構成され、摩擦係数μが小さいため、コロ１０２は小さい力で寄り規制を行うことができる。一方、駆動ローラ４０の表面には摩擦係数μの大きなゴム層が設けられているので、寄り規制のために大きな力が必要である。しかし、最初に加圧ローラ４１に設けられたコロ１０２により小さな力で寄り規制をしているため、駆動ローラ４０に設けられたコロ１００による寄り規制は少なくすることができ、ベルト５ａやリブ５ｒへの負荷が小さく、高寿命化が実現できる。
【００３０】
コロ１００の斜面１００ａの規制角度αは、コロ１０２の斜面１０２ａの規制角度τよりも小さく設定されている。これは、規制角度が大きいと、寄り力がコロの斜面に対しほぼ垂直抗力となり、大きな規制力を確保でき、規制角度が小さいと、寄り量が半径方向への乗り上げ量を小さくできるからである。
【００３１】
つまりコロ１０２は、主にベルト５ａの寄り力を規制するため、コロ１０２の規制角度τはコロ１００の規制角度αよりも大きく設定している。また、ベルト５ａの搬送速度に影響あるリブ５ｒの乗り上げを抑制する必要のあるコロ１００の規制角度αはコロ１０２の規制角度τよりも小さく設定している。これにより、ベルト５ａの搬送速度を安定させ、画像書き出しタイミングの同期がとれなくなることを抑制し、色ずれを抑制し、高品質な画像形成を行うことができる。
【００３２】
図６は中間転写ベルトの寄り力の概念図である。図６に示すように、駆動ローラ４０からベルト５ａへ伝達されるベルト駆動力Ｆ（ベルト張力）、駆動ローラ４０とベルト５ａとの間の摩擦係数μ、ベルト張力Ｆにより発生する駆動ローラ４０に垂直な抗力Ｔとする。このとき、ベルト５ａの寄り力ｆは、ｆ＝μ・Ｔとなる。従って、寄り力ｆはローラの傾き、ベルトとローラのμ、ベルト駆動力Ｆが大きいほど大きくなる。
【００３３】
図７には駆動ローラ４０の両端部に設けられたコロ１００にベルト５ａのリブ５ｒが突き当たった際のベルトの乗り上げ量の概念図である。図７に示すように、コロ１００により寄り規制されたリブ５ｒは寄り方向に距離ｘだけ移動し、コロ１００の規制角度をα、リブ５ｒの乗り上げ量をｙとする。このとき、ｙ＝ｘ・ｔａｎ（α）となる。従って、乗り上げ量ｙは、規制角度αが小さいほど小さくなる。
【００３４】
なお、アイドラローラ４２の両端部がリブ５ｒを規制しないように、リブ５ｒから十分に離れた位置にアイドラローラ４２を設置している。なお、ベルトの寄り規制を行うコロを設けた加圧ローラ４１と駆動ローラ４０の軸間距離Ｂは、ベルトの寄り規制を行なわないアイドラローラ４２と駆動ローラ４０との軸間距離より長くなる。これにより、Ｂの長さを大きくして、Ａ／Ｂを小さくすることで、ベルト自身の斜め方向への変形量を小さくし、ベルトが波打って波打ち画像が発生してしまうことを抑制できる。また、本実施形態では、１個の感光体ドラムを有するロータリー方式のカラー画像形成装置に関して説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、複数の感光体ドラムを有するタンデム方式のカラー画像形成においても適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ    …画像形成装置
１    …感光体ドラム
２    …帯電装置
３    …露光手段
４    …現像装置
４Ｙ  …現像器
５ａ  …中間転写ベルト（エンドレスベルト）
５ｊ  …１次転写ローラ
５ｒ  …リブ
７ｄ  …搬送ローラ対
８    …定着器
９    …排出ローラ
１０  …排出トレイ
１１  …２次転写ローラ
１８  …ピックアップローラ
１９  …積載トレイ
２０  …感光体ドラムユニット
２１  …中間転写ベルトユニット
２２  …クリーニング用帯電ブラシ
２５  …軸受
２６  …圧縮バネ
４０  …駆動ローラ
４１  …加圧ローラ（従動ローラ）
４２  …アイドラローラ（支持ローラ）
１００、１０２ …コロ
１００ａ、１０２ａ …斜面（接触面）
【図１】
0005610837.tif 000002
【図２】
0005610837.tif 000003
【図３】
0005610837.tif 000004
【図４】
0005610837.tif 000005
【図５】
0005610837.tif 000006
【図６】
0005610837.tif 000007
【図７】
0005610837.tif 000008