(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面が平滑で回転可能な無端ベルトと、
前記無端ベルトを駆動する回転可能な駆動ローラと、
前記無端ベルトに従動して回転可能であり、前記無端ベルトにテンションを付与するためのテンションローラと、を備えるベルト装置であって、
前記無端ベルトの回転方向において、前記駆動ローラの休止角領域の下流側端部位置よりも上流側、かつ、前記テンションローラのクリープ角領域の上流側端部位置よりも下流側に、前記無端ベルトの回転方向と直交するベルト幅方向の端部に対して、前記無端ベルトの内周面側及び外周面側から前記無端ベルトを湾曲させないように挟み込みつつ接触する複数の接触部材を備え、前記複数の接触部材のうちの少なくとも一方は、前記無端ベルトの内周面を支持する支持ローラであり、他方は、前記無端ベルトの表面をクリーニングするベルトクリーニング装置の一部として兼用され、
前記無端ベルトにおける前記複数の接触部材と接触する端部において、前記無端ベルトの伸び量を増加させることを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
前記無端ベルトの表面をクリーニングするベルトクリーニング装置の一部として兼用される接触部材は、前記無端ベルトに接触しつつ摺動する摺動部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト装置。
【請求項３】
前記無端ベルトの表面をクリーニングするベルトクリーニング装置の一部として兼用される接触部材は、前記無端ベルトに所定の角度で接触する板状部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルト装置。
【請求項４】
前記板状部材は、第１板状部、及び、前記第１板状部に前記ベルト幅方向で隣接するようにベルト中央側に配置された第２板状部を有して一体化されており、
前記第１板状部の部位は、前記第２板状部の部位よりも前記無端ベルトとの摩擦力が大きくなるように形成され、
前記第１板状部が前記無端ベルトに及ぼす負荷トルクは、前記第２板状部が前記無端ベルトに及ぼす負荷トルクよりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項３に記載のベルト装置。
【請求項５】
前記支持ローラは、前記ベルト幅方向で前記無端ベルトの全面に亘って対向する通しローラであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項６】
前記複数の接触部材が接触する前記無端ベルトにおけるベルト幅方向の幅方向端部の表面は、前記無端ベルトにおける前記ベルト幅方向の幅方向中央部の表面よりも摩擦係数が大きくなるように形成され、
前記複数の接触部材が前記幅方向端部に接触して負荷される負荷トルクは、前記接触部材が前記幅方向中央部に接触して負荷される負荷トルクよりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項７】
前記支持ローラは、前記駆動ローラ又は前記テンションローラであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のベルト装置。
【請求項８】
画像を形成する画像形成部と、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のベルト装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の内部に設けられる中間転写ベルト又は転写材搬送ベルトを備えるベルト装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンター、複写機などの電子写真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手段（転写材搬送ベルト）がある。
【０００３】
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、ベルトの寄りとは、ベルト移動方向と直交するベルト幅方向へベルトが移動することである。各部品の寸法誤差、ローラ部材の取り付け誤差、ベルト張力のアンバランス、ベルト周長差の不均一などが存在することにより、ベルトの寄りが生じる。
【０００４】
この問題の解決策として、特許文献１に記載されるように、ベルト側端にガイド部材（ベルト案内ローラ）を押し当てることでベルトの寄りを規制しているものがある。すなわち、ローラのベルト巻き込み側でのベルト側端にガイド部材を配置している。このとき、ガイド部材はベルトを内側方向に湾曲させ、ベルトの巻き込み開始が早くなるようにしている。また、ローラの側端部の摩擦が高くなることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−５７４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ベルトの寿命が問題になる。ベルトは歪曲された状態と延ばされた状態を繰り返すことで、疲労破壊を起こしやすくなる。特に、特許文献１に記載の発明では、ローラの手前で一度大きくベルトを歪曲させている。このことから、ベルトの寿命が低下する。
【０００７】
また、特許文献１に記載の発明では、寄りを規制する効果が少ない。特に、ベルト幅が広い場合や、ベルトテンションが高い場合や、ベルトの引っ張り強度が高いＰＩ（ポリイミド）などの部材の場合には、効果がほとんどない。
【０００８】
効果を上げるには、ガイド部材を強くベルト面に押し当てる必要がある。そうすると、ベルトの歪曲が大きくなり、ベルト面に大きなしわができたり、屈曲が生じたりしてベルトの寿命が低下する。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、無端ベルトが周方向に回転する際の負荷トルクを適切な値に設定して無端ベルトの寄りを規制することができるベルト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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のベルト装置は、内周面が平滑で回転可能な無端ベルトと、前記無端ベルトを駆動する回転可能な駆動ローラと、前記無端ベルトに従動して回転可能であり、前記無端ベルトにテンションを付与するためのテンションローラと、を備えるベルト装置であって、前記無端ベルトの回転方向において、前記駆動ローラの休止角領域の下流側端部位置よりも上流側、かつ、前記テンションローラのクリープ角領域の上流側端部位置よりも下流側に、前記無端ベルトの回転方向と直交するベルト幅方向の端部に対して、前記無端ベルトの内周面側及び外周面側から前記無端ベルトを湾曲させないように挟み込みつつ接触する複数の接触部材を備え、前記複数の接触部材のうちの少なくとも一方は、前記無端ベルトの内周面を支持する支持ローラであり、他方は、前記無端ベルトの表面をクリーニングするベルトクリーニング装置の一部として兼用され、前記無端ベルトにおける前記複数の接触部材と接触する端部において、前記無端ベルトの伸び量を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、無端ベルトが周方向に回転する際の負荷トルクが適切な値に設定されて無端ベルトの寄りが規制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係るベルト装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図２】ベルト装置の構成を示す斜視図である。
【図３】ベルトユニットの構成を示す斜視図等である。
【図４】中間転写ベルトにかかるテンションを示す概念図等である。
【図５】ローラが３軸の構成における接触部材の配置可能な位置を示す転写ユニットの断面図である。
【図６】実施例１の変形例に係るベルト装置の構成を示す斜視図等である。
【図７】実施例２の変形例１に係るベルト装置の構成を示す斜視図等である。
【図８】実施例３に係るベルト装置の構成を示す斜視図等である。
【図９】実施例４に係るベルト装置の構成を示す斜視図等である。
【図１０】実施例５に係るベルト装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】中間転写ベルトにかかるモーメントや歪みの様子を示す概念図等である。
【図１２】中間転写ベルトが中央から片側に寄った様子を表す説明図等である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係るベルト装置６０を備える画像形成装置２００の構成を示す断面図である。画像形成装置２００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画像形成装置である。図１に示されるように、画像形成装置２００は画像形成装置本体（以下、単に『装置本体』という）２００Ａを有し、この装置本体２００Ａの内部には、画像を形成する画像形成部３００が設けられる。
【００１５】
画像形成部３００は、４つの感光体ドラム３１を備える。各々の感光体ドラム３１の周囲には、図示しない１次帯電器、露光装置、及び、現像装置等が配置されている。そして、１次帯電器及び露光装置で形成された感光体ドラム３１の表面の静電像（静電潜像）は、現像装置で現像される。また、装置本体２００Ａの内部にはベルト装置６０が配置されている。ベルト装置６０は中間転写ベルト１０ｅを備えている。中間転写ベルト１０ｅの内側は、駆動ローラ１０ｆ、２次転写ローラ１０ｉ、テンションローラ１０ｈ、懸架ローラ１０ｇに懸架されている。さらに、各々の感光体ドラム３１の上方には、中間転写ベルト１０ｅを挟んで１次転写ローラ３２が配置されている。
【００１６】
装置本体２００Ａの下方に配置されたシート収納庫３３の内部のシートＳは、ピックアップローラ３４、搬送ローラ対３５を通過して、２次転写ローラ１０ｉへと搬送される。２次転写対向ローラ３６及び２次転写ローラ１０ｉのニップによって、シートＳには、中間転写ベルト１０ｅの表面に形成された現像剤像が転写される。そして、現像剤像が転写されたシートＳは、定着装置３７で定着された後に排出ローラ対３８を通過して、排出トレイ３９に排出される。
【００１７】
図２は、ベルト装置６０の構成を示す斜視図である。ベルト装置６０は、内周面が平滑で回転可能な『無端ベルト』である中間転写ベルト１０ｅを備える。また、ベルト装置６０は、ベルト移動方向Ｌとは逆順に、中間転写ベルト１０ｅを駆動する回転可能な駆動ローラ１０ｆと、２次転写ローラ１０ｉと、中間転写ベルト１０ｅにテンションを付与するテンションローラ１０ｈと、懸架ローラ１０ｇと、を備える。テンションローラ１０ｈは、中間転写ベルト１０ｅに従動して回転可能なローラである。これらのローラは、ベルト幅方向Ｍに連なる通しローラである。
【００１８】
回転方向において、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａ（図５参照）を含んだ駆動ローラ１０ｆの上流側、及び、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂ（図５参照）を含んだテンションローラ１０ｈの下流側の間に、接触部材１３、１４が配置される。ここでは、特に、２次転写ローラ１０ｉ及び駆動ローラ１０ｆの間に、接触部材１３、１４が配置されている。
【００１９】
この接触部材１３、１４は、後に詳述するが、中間転写ベルト１０ｅの回転方向と直交するベルト幅方向Ｍの端部に対して、中間転写ベルト１０ｅの外周面側及び内周面側から中間転写ベルト１０ｅを湾曲させないように挟み込みつつ接触する部材である。また、接触部材１３、１４は、中間転写ベルト１０ｅと接触部材１３、１４が接触した中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部で、中間転写ベルト１０ｅの伸び量を増加させるための部材である。接触部材１３、１４は中間転写ベルト１０ｅが周回転する際の回転負荷となる。特に、このことで、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する。なお、接触部材１３は、ベルト幅方向Ｍの端部側に２つ設けられている。
【００２０】
『接触部材』は、中間転写ベルト１０ｅを介在して互いに向かい合う複数の（一対の）接触部材１３、１４である。『複数の（一対の）接触部材のうちの少なくとも一方』である接触部材１３は、所定の表面硬度よりも低い表面硬度を有し、中間転写ベルト１０ｅに接触して従動するローラである。所定の表面硬度よりも低いローラは、ゴム硬度５０〜９０程度のものを用いることで成形される。また、『ローラ』である接触部材１３は、ゴムで成形される。以下、詳述する。なお、これらの点は、後述のベルト装置６１（図６（ａ）参照）も同様である。なお、複数の接触部材のうちの一方が中間転写ベルト１０ｅの表面側に配置された部材であるとすると、複数の接触部材のうちの他方が中間転写ベルト１０ｅの裏面側に配置された部材であることになる。
【００２１】
これに対して、例えば、従来技術としては、以下のような構成が存在した。例えば、特開昭６３−５７４０６号公報（特に、第１図）には、ベルト案内ローラというベルトに接触する接触部材が記載されている。ローラのベルト巻き込み側でのベルト側端にベルト案内ローラが配置されている。このとき、ベルト案内ローラはベルトを内側方向に湾曲させ、ベルトの巻き込み開始が早くなるようにしている。また、ローラの側端部の摩擦が高くなることを特徴としている。
【００２２】
また、特開２００３−２６７５８０号公報（特に、図６）には、ガイドブロックというベルトに接触する接触部材が記載されている。ローラの端からはみ出したべルト端部に、ベルトブロックを接触させる。ベルトブロックは、ローラの端からはみ出したべルト端部において、ベルトの回転周長が小さくなるように設置する。
【００２３】
さらに、実開平０３−９１４４０号公報（特に、第５図）には、片寄り防止ローラというベルトに接触する接触部材が記載されている。ベルトの片寄りを防止する側縁規制フランジを設けるとともに、ベルトを介してローラに転接する片寄り防止ローラを設ける。片寄り防止ローラの端部には規制フランジを嵌合させる円周溝を設けている。その円周溝により、側縁規制フランジと片寄り防止ローラは共に軸方向に移動する。
【００２４】
これらの３つの従来例では、いずれもベルト面に垂直な一方向から接触部材を押し当てる。そして、ベルト面を歪曲させて、中間転写ベルトの端部において、ローラに巻き付く開始位置を変えることで寄りを止める構成である。
【００２５】
しかし、本発明では、接触部材１３、１４によってベルト面を歪曲させないように配置する。すなわち、ベルト面に対して、外周面側及び内周面側から挟み込む形で配置する。接触部材１３、１４が中間転写ベルト１０ｅの回転方向の負荷となり、中間転写ベルト１０ｅにおけるベルト幅方向Ｍの端部の伸び量を大きくすることで、寄りを止める構成である。図２は、接触部材１３、１４をローラ形状として実現した場合を示している。接触部材１３はテーパを持つローラ形状でもよい。また、接触部材１３と１４の回転軸を平行にしなくてもよい。必須ではないが、接触部材１３のローラ軸端部にトルクリミッタ１５を設け、回転負荷を増加させることで本発明の効果は高まる。
【００２６】
図３（ａ）は、ベルトユニット１０の構成を示す斜視図である。図３（ａ）に示されるように、中間転写ベルトユニット（以下、「ベルトユニット１０」という）は、中間転写ベルト１０ｅを有する。中間転写ベルト１０ｅを張架する為の複数の張架部材として、駆動ローラ１０ｆ、懸架ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈ、２次転写ローラ１０ｉを有する。駆動ローラ１０ｆ、懸架ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈは、それぞれ長手方向の両端部を軸受け４０、４１、４２等によって回転可能に支持されている。２次転写ローラ１０ｉは、長手方向の両端部を図示しない軸受けで回転可能に支持されている
【００２７】
駆動ローラ１０ｆは、軸受け４０を介して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）に支持され、不図示の駆動手段から駆動を伝達されて回転する。駆動ローラ１０ｆが駆動回転をすることで、中間転写ベルト１０ｅが駆動搬送される。なお、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為に、摩擦係数の高いゴム層で形成されている。
【００２８】
懸架ローラ１０ｇも、軸受け４１を介してメインフレーム４３に支持され、中間転写ベルト１０ｅの駆動搬送によって従動回転する。テンションローラ１０ｈは、軸受け４２を介して支持側板４４と共にスライド可能なように、メインフレーム４３に支持されている。テンションローラ１０ｈは、圧縮バネで構成されているテンションバネ４５の圧縮力により、中間転写ベルト１０ｅを張架する。
【００２９】
図３（ｂ）は、テンションローラ１０ｈの支持部の構成を示す拡大略斜視図である。この図３（ｂ）を用いて、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説明する。
【００３０】
テンションローラ支持側板（以下、「支持側板４４」という）には、溝４４ｃが設けられている。メインフレーム４３に形成された突起部４３ｃが溝４４ｃに嵌め込まれている。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。溝４４ｃの幅は、突起部４３ｃが形成する外径幅よりも幅広く構成されている。溝４４ｃと突起部４３ｃの間にガタが存在することで、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。
【００３１】
中間転写ベルト１０ｅの基層は、ポリイミド（ＰＩ）やポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、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、引張強度が高い樹脂系素材で作られる。成形や強度、変形のしにくさなどの要件から、基層は厚さ５０μｍから１００μｍの間で作られることが多い。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の中間転写ベルト１０ｅも存在する。本発明に係る中間転写ベルト１０ｅは、これらいずれの組成でも構わない。
【００３２】
図４（ａ）は、中間転写ベルト１０ｅにかかるテンションを示す概念図である。この図４（ａ）を用いて、駆動ローラ１０ｆに進入する側と脱出する側の間にテンション差が存在する場合の搬送と滑りの現象を説明する。テンション差が存在する場合、張り側と緩み側で中間転写ベルト１０ｅの伸び量に差が存在することになる。その為、中間転写ベルト１０ｅが矢印Ｒの方向に搬送されて、張り側から緩み側へ移動する際に、駆動ローラ１０ｆ上で中間転写ベルト１０ｅの伸縮が発生する。
【００３３】
駆動ローラ１０ｆ上で中間転写ベルト１０ｅが伸縮する為には必然的に滑りが発生する。この弾性変形に伴う滑りを弾性滑りと呼び、滑りが発生する領域をクリープ角領域１２ｂと呼ぶ。一方で、駆動ローラ１０ｆと中間転写ベルト１０ｅに滑りのない領域が存在し、これを休止角領域１２ａと呼ぶ。一般に、クリープ角領域１２ｂと休止角領域１２ａは、矢印Ｒで示す回転方向に対し、図４（ａ）のような位置関係になっていることが知られている。この時、駆動ローラ１０ｆ上のクリープ角領域１２ｂでは中間転写ベルト１０ｅが張り側から緩み側に移動するに従い縮むため、中間転写ベルト１０ｅが駆動ローラ１０ｆに対して遅れる方向に滑っていることになる。
【００３４】
なお、クリープ角領域１２ｂと休止角領域１２ａの角度の大きさは、中間転写ベルト１０ｅとローラの摩擦係数、および、進入する側と脱出する側のベルトテンションの大きさによって決まる。一般に、進入する側と脱出する側のベルトテンションの大きさと摩擦係数とを関連付ける式として、オイラーのベルト理論の式が知られている。
【００３５】
図４（ｂ）は、ローラが２軸の構成における接触部材１３、１４の配置可能な位置を示す転写ユニットの断面図である。この図４（ｂ）を参照しつつ接触部材１３、１４の配置可能な位置について説明する。図４（ａ）と同様、駆動ローラ１０ｆ及びテンションローラ１０ｈの各々に、クリープ角領域１２ｂと休止角領域１２ａが存在する。メカニズムは後で述べるが、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側に、接触部材１３、１４を配置しなければならない。この配置位置は、点線で示した領域１１ａに等しい。
【００３６】
なお、「駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側」という場合、以下の表現で、その下流側端部位置Ｋ及び上流側端部位置Ｊを含むものとする。
【００３７】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ローラが３軸の構成における接触部材１３、１４の配置可能な位置を示す転写ユニットの断面図である。ただし、図５（ａ）では中間転写ベルト１０ｅが時計回りに回転しており、図５（ｂ）では中間転写ベルト１０ｅが反時計回りに回転しており、両者は矢印Ｒで示す回転方向が異なる。
【００３８】
まず図５（ａ）において考える。図５（ａ）でも同様に、駆動ローラ１０ｆ、テンションローラ１０ｈ、及び、懸架ローラ１０ｇに、それぞれクリープ角領域１２ｂと休止角領域１２ａが存在する。ただし、懸架ローラ１０ｇのクリープ角領域１２ｂと休止角領域１２ａは不図示である。駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側は、矢印Ｒで示す回転方向を考えると領域１１ｂになる。この領域１１ｂに対して、接触部材１３、１４を配置する。
【００３９】
次に図５（ｂ）において考える。この場合、矢印Ｒで示す回転方向が異なるので、接触部材１３、１４の配置領域は異なる。同じように、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側を考えると、図５（ｂ）の領域１１ｃとなる。この領域１１ｃに対して、接触部材１３、１４を配置する。
【００４０】
ローラが２軸の構成及び軸の構成に限らず、それ以上の本数の構成においても、接触部材１３、１４の配置領域は同じように定義される。すなわち、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側に、接触部材１３、１４を配置しなければならない。
【００４１】
図６（ａ）〜図１０は、変形例に係る接触部材の構成を示す斜視図である。この図６（ａ）〜図１０を参照しつつ、２つの接触部材の構成に関して説明する。図６（ａ）〜図１０では、駆動ローラ１０ｆは時計方向に回転し、中間転写ベルト１０ｅを搬送しているものとする。
【００４２】
図６（ａ）は、実施例１の変形例に係るベルト装置６１の構成を示す斜視図である。この構成は、図２の構成に対して、接触部材１３が中間転写ベルト１０ｅを介して駆動ローラ１０ｆの上に設けられる構成となっている。こうした構成によって、駆動ローラ１０ｆが接触部材１４を兼ね、図２の接触部材１４が省略される。
【００４３】
接触部材１３をローラ形状で構成し、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの部分でベルト幅方向Ｍの端部にだけ回転負荷を与える。すると、接触部材１３と接触しているベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。なお、接触部材１３の摩擦を高めるように、接触部材１３を駆動ローラ１０ｆに向かって押しつける圧力を高めたり、表面材質を変更したりすることで、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【００４４】
また、必須ではないが、ベルト装置６１のように、接触部材１３にトルクリミッタ１５のような部品を接続し、接触部材１３の回転負荷を増やすことでも、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【実施例２】
【００４５】
以下で説明する実施例２及びその変形例のベルト装置の構成のうち実施例１のベルト装置６０と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例２においても、実施例１と同様の画像形成装置に適用することができるため、画像形成装置の説明は省略する。
【００４６】
実施例２のベルト装置７０では、『接触部材』は、中間転写ベルト１０ｅを介在して互いに向かい合う複数の接触部材１１３、１４である。そして、『複数の接触部材のうちの少なくとも一方』である接触部材１１３は、中間転写ベルト１０ｅに接触しつつ摺動する摺動部材である。また、『摺動部材』である接触部材１１３は、中間転写ベルト１０ｅに所定の角度で接触する板状部材である。なお、接触部材１１３は、ベルト幅方向Ｍの両端部に２つある。
【００４７】
また、実施例２の変形例のベルト装置７１、７２では、『板状部材』の接触部材２１３は、第１板状部２１３Ｘ、及び、第１板状部２１３Ｘにベルト幅方向Ｍで隣接するようにベルト中央側に配置された第２板状部２１３Ｙを有している。そして、第１板状部２１３Ｘ及び第２板状部２１３Ｙは、一体化されている。第１板状部２１３Ｘの接触部位は、第２板状部２１３Ｙの接触部位よりも中間転写ベルト１０ｅとの摩擦力が大きくなるように形成されている。そして、第１板状部２１３Ｘが中間転写ベルト１０ｅに及ぼす負荷トルクは、第２板状部２１３Ｙが中間転写ベルト１０ｅに及ぼす負荷トルクよりも大きくなるように設定されている。以下、これらに関して詳述する。
【００４８】
図６（ｂ）は、実施例２に係るベルト装置７０の構成を示す斜視図である。実施例２では、接触部材を摺動部材である接触部材１１３により実現した。接触部材１１３は、図６（ｂ）のように樹脂材で成形されたブレードを押し当てたり、接触面積の比較的広いパッド形状のものを押し当てたりすることで構成する。
【００４９】
接触部材１１３は、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部にだけ接触するように設けられている。また、接触部材１１３と対向するように、接触部材１４が中間転写ベルト１０ｅの内側に配置されている。このとき、接触部材１１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このため、接触部材１１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに伸びが生じる。なお、接触部材１１３の摩擦を高めるように、接触部材１１３を接触部材１４に向かって押しつける圧力を高めたり、表面材質を変更したりすることで、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。なお、接触部材１４も摺動部材により実現してもよい。
【００５０】
図７（ａ）は、実施例２の変形例１に係るベルト装置７１の構成を示す斜視図である。この構成は、図６（ｂ）の構成に対し、接触部材の形状が変更された構成である。接触部材２１３は摺動部材により構成される。ベルト幅方向Ｍの端部だけでなく中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの面全体に接触するように接触部材２１３を設けた上で、ベルト幅方向Ｍの端部（特に両端部）だけ接触部材２１３の摩擦力が他より高まるように構成する。
【００５１】
すなわち、ベルト幅方向Ｍの端部に付加的に別部材を配置したり、ベルト幅方向Ｍの端部の接触面積が広くなる形状にしたり（ベルト移動方向Ｌの接触寸法が大きくなる形状にすること）、ベルト幅方向Ｍの端部にだけ表面処理を施して摩擦係数を変えたりする。このことで、ベルト幅方向Ｍの端部の摩擦力を他より高めることができる。具体的には、ベルト幅方向Ｍの寸法が小さい２枚の板部材２１３ａ、２１３ａ、及び、ベルト幅方向Ｍの寸法が大きい１枚の板部材２１３ｂを準備する。そして、板部材２１３ｂのベルト幅方向の両端部の各々に板部材２１３ａ、２１３ａを貼付することで、接触部材２１３を構成する。
【００５２】
そして、ベルト移動方向Ｌで重ね合わせられた板部材２１３ａ及び板部材２１３ｂの部位で第１板状部２１３Ｘが２箇所で形成される。また、第１板状部２１３Ｘで挟まれた位置にある板部材２１３ｂだけの部位で第２板状部２１３Ｙが形成される。
【００５３】
なお、図７（ａ）の構成の場合、ベルト幅方向Ｍの端部だけでなく中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの面全体に接触するように接触部材２１３を配置することで、以下のことが言える。ここで、仮に、中間転写ベルト１０ｅの上流側から順に、１次転写ローラ３２（図１参照）、接触部材２１３、２次転写ローラ１０ｉが配置される構成であるとする。この場合には、１次転写ローラ３２によって中間転写ベルト１０ｅの表面に転写された電子写真画像が、接触部材１３、１４によって、２次転写ローラ１０ｉに到達するまでに壊されてしまう。
【００５４】
従って、そのように電子写真画像を壊してしまわないように、接触部材２１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材２１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材２１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。
【００５５】
同時に、本発明の接触部材２１３の位置は、図４（ｂ）及び図５を参照して前述したが、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側である。
【００５６】
これらのことから、接触部材２１３、１次転写ローラ３２、及び、２次転写ローラ１０ｉの位置は、限定される。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材２１３の配置は、この限りではない。
【００５７】
また、接触部材２１３と対向するように、接触部材１４が中間転写ベルト１０ｅの内側に配置されている。このとき、接触部材２１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このため、接触部材２１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。
【００５８】
図７（ｂ）は、実施例２の変形例２に係るベルト装置７２の構成を示す斜視図である。この構成は、図７（ａ）の構成に対し、接触部材２１３を駆動ローラ１０ｆ上に設けることで、接触部材１４を省略した構成である。『複数の接触部材のうち無端ベルトの内周面側のもの』である駆動ローラ１０ｆが接触部材１４を兼ねている。接触部材２１３は摺動部材により構成される。接触部材２１３は、ベルト幅方向Ｍの端部だけでなくベルト幅方向Ｍのベルト面全体に接触するように設けられた上で、ベルト幅方向Ｍの端部だけ接触部材２１３の摩擦力が他より高まるように構成されている。
【００５９】
なお、図７（ｂ）の構成の場合も、電子写真画像を壊さないように、接触部材２１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材２１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材２１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材２１３の配置は、この限りではない。
【００６０】
また、接触部材２１３と対向するように、駆動ローラ１０ｆが中間転写ベルト１０ｅの内側に配置されている。このとき、接触部材２１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このために、特に、接触部材２１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。
【実施例３】
【００６１】
以下で説明する実施例３及びその変形例のベルト装置の構成のうち実施例１のベルト装置６０と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例３においても、実施例１と同様の画像形成装置に適用することができるため、画像形成装置の説明は省略する。
【００６２】
実施例３のベルト装置８０では、『接触部材』は、中間転写ベルト１０ｅを介在して互いに向かい合う複数の接触部材３１３、１４である。そして、『複数の接触部材のうちの一方』は、『第１ローラ部』である端部ローラ３１３ａ、及び、端部ローラ３１３ａにベルト幅方向Ｍで隣接してベルト中央側に配置された『第２ローラ部』である中央部ローラ３１３ｂを有して一体的に回転するように繋げられる。２つの端部ローラ３１３ａの表面部位は、中央部ローラ３１３ｂの表面部位よりも中間転写ベルト１０ｅとの摩擦力が大きくなるように形成される。
【００６３】
そして、端部ローラ３１３ａが中間転写ベルト１０ｅに及ぼす負荷トルクは、中央部ローラ３１３ｂが中間転写ベルト１０ｅに及ぼす負荷トルクよりも大きくなるように設定される。以下、詳述していく。
【００６４】
図８（ａ）は、実施例３に係るベルト装置８０の構成を示す斜視図である。この構成は、図２の構成に対し、接触部材１３の形状が変更された構成である。接触部材３１３はローラにより構成される。ベルト幅方向Ｍの端部だけでなくベルト幅方向Ｍのベルト面全体に接触するように接触部材３１３を設けた上で、ベルト幅方向Ｍの端部だけ接触部材３１３の摩擦力が他より高まるように構成する。
【００６５】
例えば、ベルト幅方向Ｍの端部を別部材で配置し、ベルト幅方向Ｍの端部の外形を他より大きくした上で、ローラの硬度を柔らかくすることで、ベルト幅方向Ｍの端部の接触部材３１３の摩擦力を他より高めることができる。また、ベルト幅方向Ｍの端部にだけ表面処理を施して摩擦係数を変えることでも、ベルト幅方向Ｍの端部の摩擦力を他より高めることができる。
【００６６】
なお、図８（ａ）の構成の場合も、電子写真画像を壊さないように、接触部材３１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材３１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材３１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材３１３の配置は、この限りではない。
【００６７】
また、必須ではないが、ベルト装置８０のように、接触部材３１３にトルクリミッタ１５のような部品を接続して、回転負荷を増やすことでも、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【００６８】
図８（ｂ）は、実施例３の変形例に係るベルト装置８１の構成を示す斜視図である。この構成は、図８（ａ）の構成に対し、接触部材３１３を駆動ローラ１０ｆ上に設けることで、接触部材１４を省略した構成である。『複数の接触部材のうち無端ベルトの内周面側のもの』である駆動ローラ１０ｆが接触部材１４を兼ねている。接触部材３１３はローラにより構成される。接触部材３１３は、ベルト幅方向Ｍの端部だけでなくベルト幅方向Ｍのベルト面全体に接触するように接触部材３１３を設けた上で、ベルト幅方向Ｍの端部だけ接触部材３１３の摩擦力が他より高まるように構成されている。
【００６９】
なお、図８（ｂ）の構成の場合も、電子写真画像を壊さないように、接触部材３１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材３１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材３１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材３１３の配置は、この限りではない。
【００７０】
また、接触部材３１３と対向するように、駆動ローラ１０ｆが中間転写ベルト１０ｅの内側に配置されている。このとき、接触部材３１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このために、特に、接触部材３１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。
【００７１】
また、必須ではないが、ベルト装置８１のように、接触部材３１３にトルクリミッタ１５のような部品を接続して、回転負荷を増やすことでも、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【実施例４】
【００７２】
以下で説明する実施例４及びその変形例のベルト装置の構成のうち実施例１のベルト装置６０と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例４においても、実施例１と同様の画像形成装置に適用することができるため、画像形成装置の説明は省略する。
【００７３】
実施例４では、『接触部材』は、中間転写ベルト１０ｅを介在して互いに向かい合う複数の接触部材４１３、１４である。『複数の接触部材のうちの一方』である接触部材４１３は、ベルト幅方向Ｍで中間転写ベルト１０ｅの全面に亘って対向する『通しローラ』である。また、接触部材４１３は、逆クラウン形状で形成される。以下に詳述する。
【００７４】
図９（ａ）は、実施例４に係るベルト装置９０の構成を示す斜視図である。この構成は、図２の構成に対し、接触部材１３の形状が変更された構成である。接触部材４１３は逆クラウン型のローラにより構成される。接触部材４１３は逆クラウン型をしているので、ベルト幅方向Ｍの端部になればなるほど、中間転写ベルト１０ｅと大きな接触面積をもつ。このことから、ベルト幅方向Ｍの端部において、摩擦力を他より高めることができる。なお、逆クラウン型とは、ローラの中央側の径が小さく、ローラの端部側の径が大きい型のことである。
【００７５】
なお、図９（ａ）の構成の場合も、電子写真画像を壊さない工夫が必要である。接触部材４１３は、逆クラウン量が大きく、画像形成面を妨げることなく接触するのであれば、以下の位置に配置すれば良い。即ち、接触部材４１３は、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側のどこに配置しても構わない。
【００７６】
しかし、接触部材４１３の逆クラウン量が小さくて画像形成面が妨げて接触する虞がある場合には、接触部材４１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材４１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材４１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材４１３の配置は、この限りではない。
【００７７】
また、接触部材４１３と対向するように、接触部材１４が中間転写ベルト１０ｅの内側に配置される。このとき、接触部材４１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このために、特に、接触部材４１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。
【００７８】
また、必須ではないが、ベルト装置９０の場合にも、接触部材４１３にトルクリミッタ１５（図８参照）のような部品を接続して、回転負荷を増やすことでも、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【００７９】
図９（ｂ）は、実施例４の変形例に係るベルト装置９１の構成を示す斜視図である。この構成は、図９（ａ）の構成に対し、接触部材４１３を駆動ローラ１０ｆ上に設けることで、接触部材１４を省略した構成である。『複数の接触部材のうち無端ベルトの内周面側のもの』である駆動ローラ１０ｆが接触部材１４を兼ねている。接触部材４１３は逆クラウン型のローラにより構成される。接触部材４１３は逆クラウン型をしているので、ベルト幅方向Ｍの端部になればなるほど、中間転写ベルト１０ｅと大きな接触面積をもつ。
【００８０】
なお、図９（ｂ）の構成の場合も、電子写真画像を壊さない工夫が必要である。接触部材４１３は、逆クラウン量が大きく、画像形成面を妨げることなく接触するのであれば、以下の位置に配置すれば良い。即ち、接触部材４１３は、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側のどこに配置しても構わない。
【００８１】
しかし、接触部材４１３の逆クラウン量が小さくて画像形成面が妨げて接触する虞がある場合には、接触部材４１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側に配置しなければならない。または、接触部材４１３は、中間転写ベルト１０ｅの１次転写ローラ３２と２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの上流側に配置しなければならない。ここの例では、図１の構成上、接触部材４１３は、１次転写ローラ３２よりもベルト移動方向Ｌの上流側、又は、２次転写ローラ１０ｉよりもベルト移動方向Ｌの下流側のいずれかに配置しなければならないことになる。ただし、『転写ベルト』に限定しなければ、接触部材４１３の配置は、この限りではない。
【００８２】
また、接触部材４１３と対向するように、駆動ローラ１０ｆが中間転写ベルト１０ｅの内側に配置される。このとき、接触部材４１３は中間転写ベルト１０ｅの回転負荷となる。このために、特に、接触部材４１３と接触している中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。
【００８３】
また、必須ではないが、ベルト装置９１の場合にも、接触部材４１３にトルクリミッタ１５（図８参照）のような部品を接続して、回転負荷を増やすことでも、中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制する効果は高まる。
【実施例５】
【００８４】
以下で説明する実施例５のベルト装置の構成のうち実施例１のベルト装置６０と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例５においても、実施例１と同様の画像形成装置に適用することができるため、画像形成装置の説明は省略する。
【００８５】
実施例５では、接触部材１３、１４が接触する中間転写ベルト１０ｅにおけるベルト幅方向Ｍの幅方向端部２１の表面は、中間転写ベルト１０ｅにおけるベルト幅方向Ｍの幅方向中央部２２の表面よりも摩擦係数が大きくなるように形成（表面加工）される。また、接触部材１３、１４が幅方向端部２１に接触して負荷される負荷トルクは、接触部材１３、１４が幅方向中央部２２に接触して負荷される負荷トルクよりも大きくなるように設定される。以下、詳述していく。
【００８６】
図１０は、実施例５に係るベルト装置１００の構成を示す斜視図である。この構成は、図２、及び、図６（ａ）〜図９（ｂ）の構成に対し、中間転写ベルト１０ｅ側のベルト幅方向Ｍの端部の摩擦力を高めるようにした構成である。中間転写ベルト１０ｅにおけるベルト幅方向Ｍの端部の外周面もしくは内周面に摩擦力を高めるテープ状のテープ状部材１６を貼りつける。そうすることで、接触部材１３、１４との摩擦力が高まり、中間転写ベルト１０ｅの回転負荷は増える。特に、接触部材１３、１４とテープ状部材１６が接触している中間転写ベルト１０ｅの幅方向端部２１において、中間転写ベルト１０ｅに大きな伸びが生じる。以上が、本発明の構成の説明である。
【００８７】
これ以降は、実施例１〜５のベルト装置に共通する中間転写ベルト１０ｅの寄りのメカニズムに関して説明していく。
【００８８】
図１１（ａ）は、中間転写ベルト１０ｅにかかるモーメントや歪みの様子を示す概念図である。この図１１（ａ）以降の図面を参照しつつ、本発明で中間転写ベルト１０ｅの寄りが止まる原理について説明する。そのために、まず、中間転写ベルト１０ｅの搬送量について説明する。一般に、中間転写ベルト１０ｅの搬送量は、中間転写ベルト１０ｅの中立面の位置によって決まる。
【００８９】
図１１（ａ）のように、中間転写ベルト１０ｅに曲げモーメントを加え、駆動ローラ１０ｆの曲面に沿って屈曲させることを考える。そのとき、中間転写ベルト１０ｅの内周面では縮みが生じ、外周面では伸びが生じる。中間転写ベルト１０ｅの歪み量は図１１（ａ）に示す通りである。ここから分かるように、中間転写ベルト１０ｅの中立面において、歪みはゼロとなる。つまり、中立面での歪み量（伸び量）が、中間転写ベルト１０ｅの平均的な歪み量（伸び量）を表す。
【００９０】
同様のことは、中間転写ベルト１０ｅにテンションを与えて引っ張りながら屈曲させた場合にもいえる。中間転写ベルト１０ｅにモーメントを与えず真っ直ぐに引っ張った場合の歪み量は、同じテンションで引っ張りつつ駆動ローラ１０ｆに巻きつけた時の中立面での歪み量と等しくなる。そして、内周面で縮みが生じ、外周面で伸びが生じるという関係は変わらない。このように、中立面での伸び量が、中間転写ベルト１０ｅの平均的な伸び量を表すことがわかる。
【００９１】
中間転写ベルト１０ｅが搬送され、駆動ローラ１０ｆに巻き付いていく様子を順序立てて説明する。まず、中間転写ベルト１０ｅが真っ直ぐ搬送されている場所から、駆動ローラ１０ｆに突入する。次に、ローラの曲率に沿おうとして、中間転写ベルト１０ｅの内周面が縮められる。続いて、内周面が縮められた状態で、駆動ローラ１０ｆと中間転写ベルト１０ｅの内周面が接する。そして、駆動ローラ１０ｆと中間転写ベルト１０ｅの内周面が一体化した状態で、駆動ローラ１０ｆの回転角度に従って中間転写ベルト１０ｅは移動する。
【００９２】
このとき、平均的な中間転写ベルト１０ｅの移動量は、中立面での移動量になる。つまり、駆動ローラ１０ｆと中間転写ベルト１０ｅの内周面が一体化して移動しているものの、全体の移動量は中立面の位置での動きによって決まるのである。従って、中間転写ベルト１０ｅの搬送量は、中立面での歪み量を考慮し、ローラ中心から中立面までの半径に駆動ローラ１０ｆの回転角度を掛け合わせた量となる。以上の説明を数式に表すと、中間転写ベルト１０ｅの搬送量は数１となる。
【数１】
0005808138.tif 000002
【００９３】
ここで、駆動ローラ１０ｆの回転角度をθ、駆動ローラ１０ｆの半径をｒ、中間転写ベルト１０ｅの厚みをａ、中間転写ベルト１０ｅのヤング率をＥａ、中間転写ベルト１０ｅの長手方向の断面積をＡａ、ポアソン比をνａとした。また、駆動ローラ１０ｆの上流側で中間転写ベルト１０ｅにかかるテンションをＴ１、駆動ローラ１０ｆの下流側で中間転写ベルト１０ｅにかかるテンションをＴ２とおいた。Ｔ１とＴ２の関係は図４（ａ）に示すとおりである。図４（ａ）において駆動ローラ１０ｆは矢印Ｒの方向に回転している。数１の各項の説明をする。テンションＴ１で引っ張ったとき、中間転写ベルト１０ｅの周長方向の単位長さは数２だけ伸びる。
【数２】
0005808138.tif 000003
【００９４】
ローラによって搬送される量を考えると、伸びた分だけ搬送量の割合は減る。このことから、数１の中にある数３の項は、搬送方向の伸び量の影響を考慮していることがわかる。
【数３】
0005808138.tif 000004
【００９５】
次に、数１の中にある数４の項を考える。
【数４】
0005808138.tif 000005
【００９６】
数４は、駆動ローラ１０ｆの半径ｒに中立面までの距離を足した値である。本来の中間転写ベルト１０ｅの厚みはａである。そのため、テンションＴ１が働かなければ、半径ｒに中立面までの距離を足した値は（ｒ＋ａ／２）となる。しかし今、テンションＴ１によって引っ張られることにより厚みの変化が生じている。ポアソン比がνａであることから、厚みは数５の分だけ減少している。そのため、駆動ローラ１０ｆの半径ｒに中立面までの距離を足した値は、数４で与えられるのである。
【数５】
0005808138.tif 000006
【００９７】
数１から、先程の説明の通り、中間転写ベルト１０ｅが厚いほど搬送される量は多くなる。また、引張強度が強いほど、つまりＥａ×Ａａの値が大きいほど搬送量は多くなる。逆にテンションＴ１の値が大きいほど、搬送量は少なくなる。
【００９８】
次に中間転写ベルト１０ｅの搬送速度について考える。搬送速度とは、レーザードップラー式の速度計などで、搬送速度を定点測定したときに観測される値のことである。定点測定では、テンションがかかって中間転写ベルト１０ｅが伸ばされた状態で、中間転写ベルト１０ｅ上のある質点が単位時間当たりに移動する距離を観測することになる。
【００９９】
駆動ローラ１０ｆの回転速度は、数６のように回転角度θを時間で微分した値である。
【数６】
0005808138.tif 000007
【０１００】
このとき、テンションＴ１がかかっている駆動ローラ１０ｆの上流側での中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は数７で与えられる。数７は、駆動ローラ１０ｆの回転速度に、中立面までの半径をかけた値となっている。数１の単純な時間微分にならないので、注意が必要である。
【数７】
0005808138.tif 000008
【０１０１】
また、テンションＴ２がかかっている駆動ローラ１０ｆの下流側での中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は数８で与えられる。
【数８】
0005808138.tif 000009
【０１０２】
数８の中の数９の項は、駆動ローラ１０ｆの上流側での単位伸び量の値で、駆動ローラ１０ｆの下流側の単位伸び量の値を割っている。駆動ローラ１０ｆの下流側での中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は、結局、上流側との単位伸び量の比で求められるからである。
【数９】
0005808138.tif 000010
【０１０３】
駆動ローラ１０ｆの上流側のテンションＴ１の方がＴ２よりも大きいことを考えると、数９から、中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は必ず下流側の方が遅くなる。Ｔ１に対してＴ２が小さいほど、下流側の中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は遅くなる。また、引張強度が弱いほど、つまりＥａ×Ａａの値が小さいほど、下流側の中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は遅くなる。
【０１０４】
数７、数８から分かるように、駆動ローラ１０ｆの上流側と下流側で中間転写ベルト１０ｅの搬送速度は異なる。しかし、上流側と下流側で中間転写ベルト１０ｅの搬送量は同じである。このことには注意が必要である。
【０１０５】
上流側では搬送速度は速いが、伸び量が大きい。逆に、下流側では搬送速度は遅いが、伸び量が小さい。そのため、中間転写ベルト１０ｅが搬送される量としては変わらないのである。もし、上流側と下流側のどちらか一方の搬送量が多ければ、中間転写ベルト１０ｅを搬送したときに、搬送量の差が累積して、そのうち破綻してしまう。よって、搬送量は同じにならなければならない。同じように、上流側と下流側で中間転写ベルト１０ｅの回転周期も変わらない。
【０１０６】
次に、中間転写ベルト１０ｅの回転周期を考える。テンションがかかっておらず、中間転写ベルト１０ｅの伸び量がゼロであるときの１回転周期をＲｏｔ（秒）とする。無負荷状態での、中間転写ベルト１０ｅの中立面の位置での一周分の周長さをｌとすると、Ｒｏｔは数１０のように与えられる。
【数１０】
0005808138.tif 000011
【０１０７】
それに対し、図４（ａ）に示すようにテンションＴ１とＴ２が与えられたとき、中間転写ベルト１０ｅの１回転の周期は数１１になる。周期は中間転写ベルト１０ｅが伸びた分だけ長くなっている。
【数１１】
0005808138.tif 000012
【０１０８】
駆動ローラ１０ｆの上流側において、中立面の位置での一周分の周長さｌはテンションＴ１をかけられて伸びている。数１１は、その状態での長さを、上流側での速度（数７）で割ることで求めている。
【０１０９】
数１１の中の数１２の項は、テンションＴ１を与えて引っ張ったことにより、中間転写ベルト１０ｅがつぶれて、中立面の位置が変化したことを考慮している。
【数１２】
0005808138.tif 000013
【０１１０】
これまでに示したように、中間転写ベルト１０ｅの搬送量や搬送速度や回転周期は、中立面の位置やヤング率、および材料の断面積によって変わる。本発明では、接触部材１３、１４を用いて、回転方向の負荷を増加させ、中間転写ベルト１０ｅの回転周期を変えることで、中間転写ベルト１０ｅの寄りを止める。
【０１１１】
では次に、回転方向に負荷ｆが与えられた場合における、中間転写ベルト１０ｅの回転の周期を考える。負荷ｆが中間転写ベルト１０ｅに一様にかけられているものとすると、中間転写ベルト１０ｅ回転の周期は数１３となる。これは、数１１に対し、テンションがＴ１からＴ１＋ｆに増加したことを考慮している。
【数１３】
0005808138.tif 000014
【０１１２】
数１１と数１３を比較すると、ポアソン比νａが小さいため、数１３の方が大きい。つまり、数１４の関係が成り立つ。
【数１４】
0005808138.tif 000015
【０１１３】
このことから、回転方向に負荷ｆを与えると、中間転写ベルト１０ｅの１回転周期が長くなることがわかる。ただし、駆動ローラ１０ｆの休止角領域１２ａの下流側端部位置Ｋよりも上流側、かつ、テンションローラ１０ｈのクリープ角領域１２ｂの上流側端部位置Ｊよりも下流側に、接触部材１３、１４等の接触部材を配置しなければ中間転写ベルト１０ｅは変化しない。
【０１１４】
では、次に本発明に係る中間転写ベルト１０ｅの寄りのメカニズムについて、駆動ローラ１０ｆと中間転写ベルト１０ｅを例示して、図１１（ｂ）を用いて説明する。
【０１１５】
図１１（ｂ）は、中間転写ベルト１０ｅが、駆動ローラ１０ｆに巻き付く様子を拡大表示した説明図である。中間転写ベルト１０ｅが駆動ローラ１０ｆに対してまっすぐ、すなわち駆動ローラ１０ｆの軸線に対して垂直に巻き付けば、中間転写ベルト１０ｅの位置は、駆動ローラ１０ｆに巻き付く入口側と送り出される出口側とで変わらない。従って、中間転写ベルト１０ｅは同じ位置を駆動搬送され続ける為に中間転写ベルト１０ｅの寄りは発生しない。
【０１１６】
しかし、テンションバネ４５の前後のテンション差や、駆動ローラ１０ｆ、懸架ローラ１０ｇ、テンションローラ１０ｈ、２次転写ローラ１０ｉのアライメントのずれ、機構を構成する部品の寸法のばらつきなどの様々なばらつき要素を完全に無くせない。ばらつき要素を完全に無くすことが不可能である為に、中間転写ベルト１０ｅは、駆動ローラ１０ｆに対して、必ず所定の角度（以下、進入角と称する）を有して巻き付いて行く。そして、中間転写ベルト１０ｅは、進入角にのっとった方向に寄る。
【０１１７】
図１１（ｂ）において、中間転写ベルト１０ｅは、矢印Ｂの方向に駆動搬送され、駆動ローラ１０ｆに巻き付いていく。中間転写ベルト１０ｅの端部ライン１０ｅ−１のある一点Ｘは、中間転写ベルト１０ｅが駆動ローラ１０ｆに巻き付くにつれて、点Ｘの位置から点Ｘ´の位置に移動する。また、別のある一点Ｙは、中間転写ベルト１０ｅが駆動ローラ１０ｆに巻き付くにつれて、点Ｙの位置から点Ｙ´の位置に移動する。
【０１１８】
そうすると、中間転写ベルト１０ｅの端部ライン１０ｅ−１は、中間転写ベルト１０ｅが駆動ローラ１０ｆに巻き付くにつれて、点Ｘ´と点Ｙ´を結んだ１０ｅ−２の位置に移動する。この移動が継続的に行われることによって、中間転写ベルト１０ｅは、進入角によって図１１（ｂ）中、矢印Ｃの方向に寄って行く。これが、中間転写ベルト１０ｅの中間転写ベルト１０ｅ寄りのメカニズムである。次に本発明に係る中間転写ベルト１０ｅの寄りを規制するメカニズムを説明する。
【０１１９】
図１２（ａ）は、中間転写ベルト１０ｅが中央から片側に寄った様子を表す説明図である。中間転写ベルト１０ｅが駆動搬送されると、部品や組み立てのばらつきによって形成される進入角にのっとり、中間転写ベルト１０ｅは寄り始める。本実施例では、図１２（ａ）中、矢印Ｎ方向に中間転写ベルト１０ｅが寄った場合を例示している。
【０１２０】
図１２（ａ）のように中間転写ベルト１０ｅが寄ると、中間転写ベルト１０ｅと接触部材１３との接触面積が変化する。図中、右側では接触部材１３との接触面積が増え、逆に左側では接触部材１３との接触面積が減る。本発明では、端部において接触部材１３との接触面積が増えるほど、中間転写ベルト１０ｅに与える回転方向の負荷ｆが大きくなる。
【０１２１】
先ほど、数１４により、中間転写ベルト１０ｅに回転方向の負荷を与えることで、中間転写ベルト１０ｅの１回転周期が長くなることを示した。このことから、図１２（ａ）において、右側では１回転周期が長くなり、逆に左側では１回転周期が短くなる。
【０１２２】
図１２（ｂ）は、中間転写ベルト１０ｅが傾斜したまま進行している状態を示す平面図である。中間転写ベルト１０ｅは、回転を続けると、図１２（ｂ）のような位置関係になる。右側に対して左側の１回転周期が短いので、左側の中間転写ベルト１０ｅの方が先に進行する。つまり、図１２（ｂ）のような進入角が発生する。このとき、図１１（ｂ）で説明した進入角と寄りの関係に従い、右側に向かう矢印Ｎの方向（図１２（ａ）参照）に寄っていた中間転写ベルト１０ｅは左側に向かう矢印Ｎ’の方向（図１２（ｂ）参照）に戻ろうとする。
【０１２３】
中間転写ベルト１０ｅが図１２（ａ）の矢印Ｎの方向に寄れば寄るほど、左右での中間転写ベルト１０ｅの１回転周期の差は大きくなる。つまり、中央側に向かうように矢印Ｎ’の方向に寄りを戻そうとする作用が強く働く。つまり、図１２（ｂ）の進入角の発生量は大きくなるのである。
【０１２４】
図１２（ａ）の初期状態で中間転写ベルト１０ｅが矢印Ｎの方向に寄ろうとする速度と、中間転写ベルト１０ｅの１回転周期の差によって生じる進入角が生み出す寄り速度とのバランスが取れたところで寄りは止まる。以上が中間転写ベルト１０ｅの寄りが止まるメカニズムである。
【０１２５】
続いて、実験例を示す。図２と同じ構成で、中間転写ベルト１０ｅは、内周長６３０［ｍｍ］、幅２４０［ｍｍ］、厚さ８０［μｍ］でＰＶＤＦにより製造する。駆動ローラ１０ｆはφ２２［ｍｍ］、表面に厚さ５００［μｍ］のゴムコーティングを施す。テンションローラ１０ｈは、φ１８［ｍｍ］で中空のアルミ材により製造する。駆動ローラ１０ｆおよびテンションローラ１０ｈの中間転写ベルト１０ｅに接する部分の長さは２２５［ｍｍ］である。また、テンションバネ４５により、片側が２．５［ｋｇｆ］、総圧が５［ｋｇｆ］の力で付勢する。駆動ローラは１秒間に２回転の速さで回転する。そして、接触部材１３、１４の幅を３０ｍｍとし、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部にだけ掛かるようにする。
【０１２６】
接触部材１３、１４を設置しない状態で、駆動ローラ１０ｆとテンションローラ１０ｈの軸がねじれるように、メインフレーム４３を１［ｍｍ］変形させると、３０［μ／ｓｅｃ］の速度で寄りを生じる。地面が平らでない場所に置いて外力を加えれば、メインフレーム４３が１［ｍｍ］近くねじれることもある。そのため、本発明により３０［μ／ｓｅｃ］の寄り速度が十分に規制できる必要がある。
【０１２７】
そして、接触部材１３の３０ｍｍの幅に、中間転写ベルト１０ｅが全て接している状態で、回転方向の負荷ｆが３ ［Ｎ］になるようにする設定する。なお、回転方向は図５（ａ）と同じであり、駆動ローラの上流側１００ｍｍの位置に設置する。
【０１２８】
この状態で、中間転写ベルト１０ｅを任意の位置に設置し、メインフレーム４３を１［ｍｍ］変形させた状態で駆動ローラ１０ｆを回転させ、中間転写ベルト１０ｅを搬送させる。接触部材１３、１４を設置しなければ、３０［μ／ｓｅｃ］の寄り速度で中間転写ベルト１０ｅは寄ってしまうが、本発明の効果により、中間転写ベルト１０ｅの寄りを止めることができる。
【０１２９】
実施例１〜５の構成によれば、『ベルト装置』は、中間転写ベルト１０ｅのベルト幅方向Ｍの端部に対して、中間転写ベルト１０ｅの上下方向から中間転写ベルト１０ｅを湾曲させないように挟み込みつつ接触する『接触部材』を備える。その結果、中間転写ベルト１０ｅが周方向に回転する際の負荷トルクが適切な値に設定されて中間転写ベルト１０ｅの寄りが規制される。
【０１３０】
詳しくは、『接触部材』がベルト幅方向Ｍの端部に対して接触することで、中間転写ベルト１０ｅが周方向に回転する際の負荷トルクが適切な値に設定されて中間転写ベルト１０ｅの寄りが規制される。また、『接触部材』がベルト幅方向Ｍの端部に対して上下方向から挟み込みつつ接触することで、中間転写ベルト１０ｅが大きく歪曲する現象が抑制される。これらの結果、中間転写ベルト１０ｅの長寿命化が実現される。
【０１３１】
なお、前述した実施例２の変形例１及び変形例２の接触部材２１３（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）、実施例３及びその変形例の接触部材３１３は、中間転写ベルト１０ｅの表面をクリーニングするベルトクリーニング装置の一部として兼用されても良い。
【０１３２】
また、『複数の接触部材のうち無端ベルトの内周面側のもの』は、無端ベルトの外周面側の接触部材がベルト幅方向の全面に亘ってない場合には、以下のように構成しても良い。例えば、実施例１（図２参照）及びその変形例１（図６（ａ）参照）、実施例２（図６参照）、実施例５（図１０参照）のような構成に関する。すなわち、『複数の接触部材のうち無端ベルトの内周面側のもの』は、駆動ローラ１０ｆのところに対向するのではなく、２次転写ローラ１０ｉのところに対向してもよい。また、「転写ベルト」に限定しなければ、「複数の接触部材の一方」は、テンションローラ１０ｈのところに対向しても良い。
【符号の説明】
【０１３３】
１０ｅ  中間転写ベルト（無端ベルト）
１０ｆ  駆動ローラ
１０ｈ  テンションローラ
１３、１１３、２１３、３１３、４１３、１４  接触部材
６０、７０、７１、７２、８０、８１、９０、９１、１００    ベルト装置
Ｍ      ベルト幅方向
【図１】
0005808138.tif 000016
【図２】
0005808138.tif 000017
【図３】
0005808138.tif 000018
【図４】
0005808138.tif 000019
【図５】
0005808138.tif 000020
【図６】
0005808138.tif 000021
【図７】
0005808138.tif 000022
【図８】
0005808138.tif 000023
【図９】
0005808138.tif 000024
【図１０】
0005808138.tif 000025
【図１１】
0005808138.tif 000026
【図１２】
0005808138.tif 000027