(57)【要約】【課題】コスト上昇を招くことなくしかもベルトの熱膨張を抑制して移動速度の変化を防止することが可能なベルト装置を提供する。【解決手段】複数のローラに掛け回されたベルトを有し、該ベルトを上記ローラにより展張しながら移動させることが可能なベルト装置において、上記ローラうちでベルトの移動方向での温度勾配において高温部に位置するローラ２２Ａ１の外周面には、ベルト２２Ａが掛け回されているベルトの周回面２２Ａ１Ａを除く位置で周上の接線に対して傾斜した状態で植毛群ＰＦを設け、該植毛群ＰＦは上記ローラの軸線方向に沿って設けられていることを特徴とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローラに掛け回されたベルトを有し、該ベルトを上記ローラにより展張しながら移動させることが可能なベルト装置において、
上記ローラの外周面には、上記ベルトが掛け回されているベルトの周回面を除く位置で周上の接線に対して傾斜した状態で植毛群を設け、該植毛群は上記ローラの軸線方向に沿って設けられていることを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
請求項１記載のベルト装置において、
上記植毛群は、少なくとも、上記ベルトの移動方向における温度分布において高温部となる位置に配置されているローラを対象として設けられていることを特徴とするベルト装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のベルト装置において、
上記植毛群は、上記ローラの回転に順じて該回転方向後方に向けて倒れる方向に傾斜していることを特徴とするベルト装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、その設置位置において同じ傾斜角で植毛されていることを特徴とするベルト装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、上記ローラの軸方向における上記ベルトの周回面に隣接する位置では、他の位置に対して上記ローラ中心から毛の先端までの距離が異なることを特徴とするベルト装置。
【請求項６】
請求項５記載のベルト装置において、
上記ローラの軸方向でベルトの周回面に隣接する位置の植毛群は、該ベルトの掛け回し面の外周面よりも外側に先端が位置していることを特徴とするベルト装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、単一長さに形成された素材が用いられることを特徴とするベルト装置。
【請求項８】
請求項５または６記載のベルト装置において、
上記ローラの軸方向におけるベルト周回面に隣接する位置の外径は、ベルト周回面よりは小さく、他の位置よりも大きく設定されていることを特徴とするベルト装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、上記ローラの軸方向端部以外の軸方向領域に設けられていることを特徴とするベルト装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、上記ローラ素材の熱伝導率よりも低い材質が用いられることを特徴とするベルト装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、導電性を有していることを特徴とするベルト装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、比抵抗値が１０−３〜１０−１Ω／ｃｍを有する素材が用いられることを特徴とするベルト装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記植毛群は、１０００〜５００００本／ｃｍ２の密度で設けられていることを特徴とするベルト装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のうちの一つに記載のベルト装置において、
上記ベルトが掛け回されるローラは、ベルト周回面が光学的反射面を形成可能な金属面で構成されていることを特徴とするベルト装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうちの一つに記載されたベルト装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の画像形成装置において、
上記ベルトが転写体として用いられ、該ベルトが掛け回されているローラの一つが加熱源を有する定着装置近傍に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の画像形成装置において、
上記ベルトが潜像担持体として用いられ、該ベルトが掛け回されているローラの一つが加熱源を有する定着装置近傍に配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１５乃至１６のうちの一つに記載の画像形成装置において、
上記ベルトが複数色の画像を形成可能なカラー画像形成行程に用いられることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の画像形成装置において、
上記ベルトが、自らの展張面をこの展張面に沿って並置されている複数の作像部に対向させながら移動して各作像部で形成された画像を展張面若しくは展張面に吸着した記録媒体に転写可能な転写ベルトとして用いられるタンデム方式の画像形成部に用いられることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ベルト装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくはベルトの熱膨張による伸びによって生じる移動速度の変化を防止する構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体に形成された静電潜像が現像されて得られるトナー像を記録シートに転写する転写行程が実行される。
転写行程には、モノクロ画像を対象とした場合のように、感光体から直接シートにトナー像を転写する場合がある他に、フルカラー画像を対象とする場合のように、感光体上に形成された色分解毎の色のトナー像を中間転写体に順次転写し（１次転写）、中間転写体上に重畳転写された各色のトナー像をシートに対して一括転写（２次転写）する場合がある。
【０００３】
１次および２次転写を行う際に用いられる中間転写体としては、ドラムやベルトがあるが、近年、ベルトを用いる場合に、給紙装置から給送されたシートに対して一括転写するのでなく、ベルトにシートを吸着させ、ベルトの移動と共にシートが移動する過程で各作像部において形成されたトナー像をシートに転写する構成が提案されてきている（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
上記各公報に開示されている構成は、シートの片面を対象として転写体として用いられるベルトに展張方向に沿って配列されている各作像部で形成された画像（トナー像）を転写体としてのベルトに吸着されたシートに順次転写するようになっており、また、各作像部で形成された画像を第１面および第２面の表裏両面を対象として順次転写する構成として各画像形成部に向けて移動するベルトに対してシートを循環給送する構成が提案されている（例えば、特許文献３）。
【０００５】
各作像部を中間転写体として用いられるベルトの展張方向に沿って配列した構成を備えた画像形成装置の方式は、色分解（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）に対応した補色関係にある色のトナーおよびブラックトナーを用いる４色の作像部を用いる４連タンデム方式の画像形成装置と称されている。
【０００６】
ところで、重畳転写される画像は、重畳による発色を得る場合、その重畳位置が各色画像同士で整合しない場合には色ズレを起こしてしまう。
【０００７】
色ずれを起こす原因の一つとして、ベルトの移動速度の変化が挙げられ、移動速度の変化はベルトの機械的特性の変化、特に熱膨張によるベルトの伸びによる寸法変化が原因する移動時での速度変化がある。
ベルトは金属製ローラに掛け回されて移動するようになっているが、ベルトの蓄熱に応じた膨張により伸びが生じると、伸びに対応した量だけ移動量が変化し、これによって所定距離間を対象とした単位時間あたりでの移動速度が変化することになる。
【０００８】
近年、画像形成装置では小型化が望まれる傾向にあり、このため、上記各特許文献に示されているように、各色毎の画像を形成するための作像部同士を転写ベルトの展張方向に並置した場合、各作像部同士の配置間隔が狭められるばかりでなく、転写後のシートに担持されている画像を定着する定着装置とベルトによるシート搬送路末端との間の間隔も狭くされる傾向にある。従って、ベルトが定着装置によって加熱されやすい状態となり、ベルトの熱膨張が起こりやすくなる。
【０００９】
特に、ベルトが掛け回されているローラのうちで、定着装置の近傍に配置されているローラは、その材質の影響によりベルトへの伝熱作用が大きく、ベルトの熱膨張を促進させる傾向がある。
【００１０】
定着装置は定着部材の温度を所定温度に維持するために常時定着部材を稼働させて表面温度を一定に保つようになっているが、これに対してベルトは、シートの非搬送時には停止されることがある。このため、定着装置近傍に位置するベルトはこの位置以外の部分に比べて熱膨張しやすい条件となり、停止状態から再度移動を開始された場合には、熱膨張による伸びの影響を受けて稼働中での移動速度と異なる速度で移動を開始することになる。
【００１１】
また、移動中であっても定着装置近傍、つまり、加熱源近傍に位置するローラを周回するベルトはローラからの伝熱により熱膨張を起こしやすい。このため、移動開始時だけでなく稼働中においてベルトの周回方向（移動方向）での速度が変化することになり、これにより、カラー画像形成時のように、重畳転写される画像同士の重畳転写位置のズレが発生して色ズレの原因を招く。
従来、ベルトの過剰な温度上昇を抑えるための構成として、定着装置近傍に位置してベルトが掛け回されているローラをヒートパイプで構成したり、あるいはベルトの温度に応じてベルト周辺の空気を排気する排風ファンあるいはベルトに冷却風を当てるファンを設けた構成が提案されている（例えば、特許文献４）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−２７０６８６号公報（「００１６」欄、図１）
【特許文献２】
特開平８−１５２７９０号公報（「００３０」欄、図１）
【特許文献３】
特開２００１−１０９３２５号公報（「００２９」欄、図１）
【特許文献４】
特開２００１−２９６７５５号公報（「００４０」欄、「００４６」
欄、図２）
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献４に示されている構成は、ベルトが掛け回されているローラを始めとして、ベルトを強制的に冷却するための構成を敢えて設ける必要があることから、構成の複雑化や大型化さらには特殊な制御が必要となり、装置の大型化やコスト上昇を招く虞がある。
しかも、ベルトの温度検知結果に対応して迅速な冷却動作を行う必要があるが、ヒートパイプでの冷却や冷却風の供給が開始されてからベルトの温度が下がるまでの間いくらかの時間的な遅れが生じることからベルトの再始動による画像転写開始までの時間が長くなる虞もある。
【００１４】
本発明の目的は、コスト上昇を招くことなくしかもベルトの熱膨張を抑制して移動速度の変化を防止することが可能な構成を備えたベルト装置および画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数のローラに掛け回されたベルトを有し、該ベルトを上記ローラにより展張しながら移動させることが可能なベルト装置において、上記ローラの外周面には、上記ベルトが掛け回されているベルトの周回面を除く位置で周上の接線に対して傾斜した状態で植毛群を設け、該植毛群は上記ローラの軸線方向に沿って設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に加えて、上記植毛群は、少なくとも、上記ベルトの移動方向における温度分布において高温部となる位置に配置されているローラを対象として設けられていることを特徴としている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明に加えて、上記植毛群は、上記ローラの回転に順じて該回転方向後方に向けて倒れる方向に傾斜していることを特徴としている。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、その設置位置において同じ傾斜角で植毛されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、上記ローラの軸方向における上記ベルトの周回面に隣接する位置では、他の位置に対して上記ローラ中心から毛の先端までの距離が異なることを特徴としている。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明に加えて、上記ローラの軸方向でベルトの周回面に隣接する位置の植毛群は、該ベルトの掛け回し面の外周面よりも外側に先端が位置していることを特徴としている。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、単一長さに形成された素材が用いられることを特徴としている。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項５または６記載の発明に加えて、上記ローラの軸方向におけるベルト周回面に隣接する位置の外径は、ベルト周回面よりは小さく、他の位置よりも大きく設定されていることを特徴としている。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至８のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、上記ローラの軸方向端部以外の軸方向領域に設けられていることを特徴としている。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、上記ローラ素材の熱伝導率よりも低い材質が用いられることを特徴としている。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、導電性を有していることを特徴としている。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、比抵抗値が１０−３〜１０−１Ω／ｃｍを有する素材が用いられることを特徴としている。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２のうちの一つに記載の発明に加えて、上記植毛群は、１０００〜５００００本／ｃｍ２の密度で設けられていることを特徴としている。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、請求項１乃至１３のうちの一つに記載の発明に加えて、上記ベルトが掛け回されるローラは、ベルト周回面が光学的反射面を形成可能な金属面で構成されていることを特徴としている。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、請求項１乃至１４のうちの一つに記載されたベルト装置を画像形成装置に用いることを特徴としている。
【００３０】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明に加えて、上記ベルトが転写体として用いられ、該ベルトが掛け回されているローラの一つが加熱源を有する定着装置近傍に配置されていることを特徴としている。
【００３１】
請求項１７記載の発明は、請求項１５記載の発明に加えて、上記ベルトが潜像担持体として用いられ、該ベルトが掛け回されているローラの一つが加熱源を有する定着装置近傍に配置されていることを特徴としている。
【００３２】
請求項１８記載の発明は、請求項１５乃至１６のうちの一つに記載の発明に加えて、上記ベルトが複数色の画像を形成可能なカラー画像形成行程に用いられることを特徴としている。
【００３３】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載の発明に加えて、上記ベルトが、自らの展張面をこの展張面に沿って並置されている複数の作像部に対向させながら移動して各作像部で形成された画像を展張面若しくは展張面に吸着した記録媒体に転写可能な転写ベルトとして用いられるタンデム方式の画像形成部に用いられることを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図示実施例により、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態によるベルト装置が適用される画像形成装置の一つを示す図であり、以下に請求項１４乃至１６記載の発明の実施形態について説明する。
【００３５】
図１に示す画像形成装置は、上述した４連タンデム方式によりフルカラー画像を形成可能な複写機あるいはプリンタが用いられる。
画像形成装置には、この他に、受信した画像信号に基づき上述した複写機およびプリンタと同様な画像形成処理が可能なファクシミリ装置がある。なお、画像形成装置には、上述したカラー画像を対象とするだけでなく、単一色の画像を対象とする装置も勿論含まれる。
【００３６】
（請求項２，１５，１６，１８，１９記載の発明の実施形態）
図１に示す画像形成装置２０は、転写体として用いられる転写ベルトに吸着した紙などの記録シート等の記録媒体に対して色分解毎の画像を重畳転写することによりカラー画像が潜像担持体から直接記録シートに形成される方式が用いられている。
【００３７】
図１において、画像形成装置２０は、次に挙げる各装置を備えている。
原稿画像に応じた各色毎の画像を形成する作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫと、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫに対向して配置された転写装置２２と、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫと転写装置２２とが対向する転写領域に記録シートを供給するシート供給手段としての手差しトレイ２３、給紙装置２４に装備されている第１給紙カセット２４Ａ、第２給紙カセット２４Ｂと、該手差しトレイ２３、給紙カセット２４、２４から搬送されてきた記録シートを作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫによる作像タイミングに合わせて供給するレジストローラ３０と、転写領域において転写後のシート状媒体の定着を行う定着装置１である。定着装置１は、詳細を説明しないが、画像と対向する側に加熱されたベルトが配置されているベルト定着方式を採用した構成とされている。このため、定着装置１には、ベルトを加熱するための熱源およびベルトに対向してシートを挟持搬送しながら定着領域であるニップ部を構成する定着ローラおよび加圧ローラが装備され、ベルトは定着ローラと熱源との間に掛け回されて上記ニップ部を通過する構成とされている。
【００３８】
転写装置２２は、転写体として複数のローラに掛け回されているベルト（以下、これを転写ベルトという）２２Ａが用いられ、詳細は図２において説明するが、各作像装置における感光体ドラムと対向する位置には転写バイアスを印加する転写バイアス手段２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２ＢＫがそれぞれ配置され、さらに転写ベルト２２Ａの移動方向（図１中、矢印で示す方向）において第１色目を転写される側には、第１色目の転写に先立ち記録シートを転写ベルト２２Ａに吸着させるための吸着用バイアスを印加する吸着用バイアス手段３１が転写ベルト２２Ａに当接可能に配置されている。
【００３９】
画像形成装置２０は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ２相当以上の厚紙や、封筒等の、用紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをも記録シートとして用いることが可能である。
図２は、各作像装置の詳細を示す図であり、同図において、各作像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色の現像を行うものであり、用いるトナーの色は異なるが、その構成が同様であるから、作像装置２１Ｍの構成を各作像像装置２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｙ、２１ＢＫの代表として説明する。
作像装置２１Ｍは、静電潜像担持体としての感光体ドラム２５Ｍ、感光体ドラム２５Ｍの回転方向（図２に示す構成では時計方向）に沿って順に配置されている帯電装置２７Ｍ、現像装置２６Ｍ、クリーニング装置２８Ｍを有し、帯電装置２７Ｍと現像装置２６Ｍとの間で書き込み装置２９からの書き込み光２９Ｍにより色分解された色に対応する画像情報に応じた静電潜像を形成する構成が用いられる。静電潜像担持体としては、ドラム状の他に、ベルト状とする場合もある。
【００４０】
図１に示す画像形成装置２０は、転写装置２２が斜めに延在させてあるので、水平方向での転写装置２２の占有スペースを小さくすることができる。
【００４１】
上記構成を備えた画像形成装置２０では、次の行程および条件に基づき画像形成が行われる。なお、以下の説明では、各作像装置を代表して符号２１Ｍで示したマゼンタトナーを用いて画像形成が行われる作像装置を対象として説明するが、他の作像装置も同様であることを前置きしておく。
画像形成時、感光体ドラム２５Ｍは、図示されないメインモータにより回転駆動され、帯電装置２７Ｍに印加されたＡＣバイアス（ＤＣ成分はゼロ）により除電され、その表面電位が略−５０Ｖの基準電位に設定される。
次に感光体ドラム２５Ｍは、帯電装置２７ＭにＡＣバイアスを重畳したＤＣバイアスを印加されることによりほぼＤＣ成分に等しい電位に均一に帯電されて、その表面電位がほぼ−５００Ｖ〜−７００Ｖ（目標帯電電位はプロセス制御部により決定される）に帯電される。
【００４２】
感光体ドラム２５Ｍは、一様帯電されると書き込み行程が実行される。書き込み対象となる画像は、図示しないコントローラ部からのデジタル画像情報に応じて書き込み装置２９を用いて静電潜像形成のために書き込まれる。つまり、書き込み装置２９では、デジタル画像情報に対応して各色毎で２値化されたレーザダイオード用発光信号に基づき発光するレーザ光源からのレーザ光がシリンダレンズ（図示されず）、ポリゴンモータ２９Ａ、ｆθレンズ（図示されず）、第１〜第３ミラー、およびＷＴＬレンズを介して、各色毎の画像を担持する感光体ドラム、この場合には、便宜上、感光体ドラム２５Ｍ上に照射され、照射された部分の感光体ドラム表面での表面電位が略−５０Ｖとなり、画像情報に対応した静電潜像が作像される。
【００４３】
感光体ドラム２５Ｍ上に形成された静電潜像は、現像装置２６Ｍにより色分解色と補色関係にある色のトナーを用いて可視像処理されるが、現像行程では、現像スリーブにＡＣバイアスを重畳したＤＣ：−３００Ｖ〜−５００Ｖが印加されることにより、書き込み光の照射により電位が低下した画像部分にのみトナー（Ｑ／Ｍ：−２０〜−３０μＣ／ｇ）が現像され、トナー像が形成される。
【００４４】
現像行程により可視像処理された各色のトナー画像は、レジストローラ３０によりレジストタイミングを設定されて繰り出される記録シートに転写される子甥になるが、記録シートは、転写ベルト２２Ａに達する前にローラで構成されたシート吸着用バイアス手段３１による吸着用バイアスの印加によって転写ベルト２２Ａに静電吸着されるようになっている。
転写ベルト２２Ａに静電吸着されて転写ベルト２２Ａと共に搬送移動する記録媒体として用いられる記録シート（便宜上、図２において符号Ｓで示す）は、各作像装置での感光体ドラムに対向する位置で転写装置２２に装備されている転写バイアス手段２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ、２２ＢＫによるトナーと逆極性のバイアス印加によって感光体ドラムからトナー像を静電転写される。
【００４５】
各色画像の転写工程を経た記録シートＳは、転写ベルトユニットの駆動側ローラ（便宜上、図２において符号２２Ａ１で示す）で転写ベルト２２Ａから曲率分離され、定着装置１（図１参照）に向けて搬送され、定着ベルトと加圧ローラとにより構成される定着ニップを通過することにより、トナー像が転写紙に定着され、その後、片面プリントの場合には、胴内排紙トレイ３２（図１参照）、または、外部排紙トレイ３３（図１参照）へと排出される。
【００４６】
図１に示す画像形成装置２０は、記録シートの両面への画像形成が可能な構成を備えている。
図１において、定着装置１を通過した記録シートＳは、予め両面画像形成モードが選択されている場合に、両面反転ユニット３４に向けて搬送され、同ユニット３４内で第１面と第２面とを表裏反転されたうえで、両面搬送ユニット３５に搬送される。両面搬送ユニット３５から搬送される記録シートＳは片面への画像形成時と同様に、レジストローラ３０に向け搬送されて転写位置に向け繰り出されるようになっている。記録シートＳの第１面および第２面への画像形成が終了して定着装置１を通過した記録シートＳは、片面への画像形成時と同様に各排紙ユニットの何れかに排出される。なお、図２中、符号３６は転写ベルト２２Ａのクリーニング装置を示している。
【００４７】
転写装置２２に装備されている転写ベルト２２Ａは、複数のローラに掛け回され、各作像部に対向する展張面を構成されている。また、転写ベルト２２Ａは、フルカラー画像ではなくモノクロ画像を形成する場合には黒色の画像形成部２１ＢＫに対してのみシートを対峙させて黒色以外の画像形成部とはシートが対峙しないように黒色以外の作像部から離間（図１中、二点鎖線で示す状態）できる構成とされている。
【００４８】
本実施形態では、ベルトが掛け回されているローラのうちで、ベルトの移動方向での温度分布において高温部となる位置のローラにベルトに対する熱伝達を抑制する構成が設けられている。以下、この構成について説明する。
図１において、転写ベルト２２Ａが掛け回されているローラのうちで、加熱源を有する定着装置１の近傍に位置するローラ２２Ａ１は、転写ベルト２２Ａへの熱伝達が抑制される構成とされている。
【００４９】
（請求項１，３，４，９乃至１３記載の発明の実施形態）
図３は、ローラ２２Ａ１の構成を示す正面図であり、同図においてローラ２２Ａ１には、軸方向に沿って転写ベルト２２Ａが掛け回されるベルト周回面２２Ａ１Ａと熱非伝動部２２Ａ１Ｂとが設けられている。
ベルト周回面２２Ａ１は、光学的反射面を構成可能な金属面とされ、熱非伝動部２２Ａ１Ｂには、ベルト周回面２２Ａ１Ａよりも小径の基部外周面に施された植毛群ＰＦが設けられている。
【００５０】
ベルト周回面２２Ａ１Ａは、ローラ２２Ａ１の基材として用いられる材料に応じて処理される箇所であり、例えば、ローラ２１Ａ１が金属製である場合にはその表面を鏡面仕上げ処理を行うことで形成され、ローラ２２Ａ１が樹脂製である場合には金属膜を蒸着するなどの処理を行うことで形成され、転写ベルト２２Ａ上での画像濃度やベルト位置を検知する際の検知部として用いられるようになっている。つまり、転写画像の濃度検知や転写ベルト２２Ａの位置合わせのために転写ベルト２２Ａと対向して設けられている光学センサ（図示されず）からの照射光の反射面として用いられるようになっている。これにより、光学センサからの照射光の反射状況に応じた画像濃度の検知あるいは位置合わせ用のマーキングの検知部を兼用させることができる。
【００５１】
熱非伝動部２２Ａ１Ｂは、ローラ２２Ａ１の軸方向で端部以外の位置に設けられ、端部にはベルト周回面２２Ａ１Ａが位置して転写ベルト２２Ａが掛け回されることにより、転写ベルト２２Ａの寄りが発生した場合に熱非伝動部２２Ａ１Ｂに転写ベルト２２Ａを乗り上げさせないようになっている。つまり、熱非伝動部２２Ａ１Ｂは、この位置に設けられている植毛群ＰＦがベルト周回面２２Ａ１Ａに比べて剛性が低いためにこの部分に転写ベルト２２Ａが乗り上げるとその部分が埋没することもあり、これにより転写ベルト２２Ａの展張状態が変化して適正な転写状態を得ることができなくなるのを防止するようになっている。
【００５２】
熱非伝動部２２Ａ１Ｂに設けられている植毛群ＰＦは、図４に示すように、ベルト周回面２２Ａ１Ａを除く小径部分における周上の接線に対して傾斜しており、その傾斜方向が駆動ローラ２２Ａ１の回転に順じて回転方向後方に倒れる方向とされ、傾斜角（θ）が植毛群ＰＦの設置位置の全てにおいて同じとされている。
【００５３】
植毛群ＰＦに用いられる素材は、ローラ素材よりも熱伝導率が低い単一長さのものであり、さらにその素材における比抵抗値が１０−３〜１０−１Ω／ｃｍ２に設定されて導電性を有した部分とされている。この導電性を付与する理由は、転写ベルト２２Ａと接触した際の摩擦帯電による帯電電位を不用意に上昇させることがないようにするためであり、これにより、転写ベルト２２上に付着しているトナーが帯電電荷と反撥して飛散するトナーチリ現象を防止するようになっている。
植毛群ＰＦは、植毛密度が１０００〜５００００本／ｃｍ２に設定され、さらに、毛の長さにより得られる外周面からの高さ（Ｈ）が、ベルト周回面２２Ａ１Ａと同等の外径若しくは転写ベルト２２Ａの裏面に対して当接できる関係が得られる高さに設定されている。
【００５４】
植毛密度および毛の高さは、いずれも熱非伝動部２２Ａ１Ｂでの転写ベルト２２Ａに対する裏当て部としての機能を得るために設定されており、転写ベルト２２Ａへの熱伝達を抑制しながら転写ベルト２２Ａの波打ち現象などの発生を防止している。しかも、毛の高さ（Ｈ）に関しては、短くした場合に発生する空気層の減少による熱伝達率の上昇を防止することを考慮した条件であり、寸法的には、１±０．８ｍｍ程度が好ましい。
【００５５】
本実施形態は以上のような構成において、転写ベルト２２Ａはローラ２２Ａ１の軸方向に平行する幅方向において端部がベルト周回面２２Ａ１Ａに掛け回され、ベルト周回面２２Ａ１Ａ以外に対向する箇所が裏当て部として熱非伝動部２２Ａ１Ｂに設けられている植毛群ＰＦが接触する。
転写ベルト２２Ａが移動するに際してローラ２２Ａ１が回転すると、植毛群ＰＦと接触しながら転写ベルト２２Ａが移動することになるが、このとき、植毛群ＰＦは、ローラ２２Ａ１の回転に順じて回転方向後方に向けて倒れる方向に予め傾斜させてあるので、裏当て状態で傾斜している植毛群ＰＦがローラ２２Ａ１の周方向で不均一に倒れるようなことがない。このため、ローラ２２Ａ１の中心から植毛群ＰＦの先端までの距離は周方向で一様となり、いわゆる、変化することがないので、転写ベルト２２Ａの移動速度が変化することがない。
【００５６】
本発明者は、転写ベルト２２Ａの移動時により実行される１色画像毎の転写ずれが原因する色ずれと、転写ずれの原因となる移動速度の変化に影響するローラ２２Ａ１での径方向の振れとの関係を実験したところ、図５に示す結果を得た。
【００５７】
図５に示す結果は、図６に示す構成による実験結果であり、図６に示す構成では、ローラ２２Ａ１に掛け回される転写ベルト２２Ａの表面にローラ２２Ａ１の径方向での転写ベルト２２Ａの振幅を検知可能な振れセンサを配置し、この振れ量に対する転写ベルト２２Ａの１色画像毎の転写サイクル時での重畳転写ずれ量を計測するようになっている。
【００５８】
図５に示す結果から明らかなように、ローラ２２Ａ１に掛け回される転写ベルト２２Ａの裏面、つまり、植毛群ＰＦの先端までの距離が変化するに従い、色ずれ量も大きくなる。本実施形態では、植毛群ＰＦの先端までの距離がローラ２２Ａ１の周方向で一様に設定されているので、ローラ２２Ａ１での振れ量は小さくでき、これによって、転写ベルト２２Ａの移動ムラによる色ずれの発生を低減することができる。
【００５９】
本実施形態においては、植毛群ＰＦが予め所定の傾斜条件とされ、特に、直毛状態ではなく傾斜状態としていることにより直毛を規定した場合に起こりやすい植毛時での植毛ムラ、つまり一部が直毛であったり一部が傾いていたりする現象の発生を考慮する必要がなく植毛時での精度管理を維持しやすくして色ズレの発生を防止することが可能となる。
これに対して、単に植毛群を設けるだけの構成であると、次のような不具合が発生する。
【００６０】
通常、植毛施工時での静電雰囲気の不均一などによって植毛領域に粗密となったり、穂立ち状態が不均一となることが多い。このため、ローラ中心から毛の先端までの距離がローラ周方向で均一でないことが多い。このため、ベルトに対するローラ側での周速が微妙に変化してしまい、植毛に触れた状態で移動するベルトの移動状態が不均一となる虞もある。特に色毎の画像を重畳転写する場合にベルトの移動状態が不均一に変化すると、重畳転写する位置が変化してしまいこれが色ズレの原因となる。なお、本実施形態における植毛群としては、上述した材料特性を有する素材に限定されるものではなく、植毛群と同じ特性および傾斜維持が可能な繊維を用いた不織布で代用することも可能である。
【００６１】
（請求項５，６，８記載の発明の実施形態）
図７は、駆動ローラ（便宜上、符号２２Ａ１’で示す）の構成を示す正面図であり、同図に示したローラ２２Ａ１’は、軸方向においてベルト周回面２２Ａ１Ａに隣接する位置の外径がベルト周回面２２Ａ１よりも小さく熱非伝動部２２Ａ１Ｂよりも大きくされた段部２２Ａ１Ｃを備えている。
段部２２Ａ１Ｃは、熱非伝動部２２Ａ１Ｂの一部に含まれており、図７に示すように、その表面には熱非伝動部２２Ａ１Ｂと同様な構成の植毛群（便宜上、符号ＰＦ’で示す）が設けられている。
【００６２】
図７に示すように、熱非伝動部２２Ａ１Ｂにおけると同様な単一長さの植毛群ＰＦ’が設けられている段部２２Ａ１Ｃでは、ローラ中心から毛の先端までの距離が熱非伝動部２２Ａ１Ｂよりも大きくなっており、その毛の長さによって、ベルト周回面２２Ａ１Ａよりも外側に先端が位置している。
段部２２Ａ１Ｃにおいて植毛群ＰＦ’がベルト周回面２２Ａ１Ａよりも外側に先端が位置していることにより、ベルト周回面２２Ａ１Ａに掛け回されるベルト２２Ａの内側面がベルト周回面２２Ａ１Ａの縁部（便宜上、図７において符号Ｘで示す）に接触しにくくすることができ、縁部Ｘで擦られることによる破断を防止できるようになっている。
【００６３】
植毛群ＰＦ’は、ローラ２２Ａ１’の軸方向における長さ（便宜上、図７において符号Ｌで示す距離）として、転写ベルト２２Ａの裏面が直接ベルト周回面２２Ａ１Ａの縁部Ｘに接触するのを避けることができる長さがあればよく、無為に長くする必要はない。本実施形態は、ローラの軸長にもよるが３ｍｍ程度とされている。
【００６４】
本実施形態は以上のような構成にが図おいて、図３に示した構成と同様に、ローラ２２Ａ１’に設けられている植毛群ＰＦ’がローラ中心から先端までの距離を一様に維持することができるので、転写ベルト２２Ａの移動ムラが発生することがない。しかも、本実施形態においては、ベルト周回面２２Ａ１Ａに掛け回される転写ベルト２２Ａが破断する危険もなくせることにより転写ベルト２２Ａの長寿命化が図れる。
【００６５】
以上のように掛け回される転写ベルト２２Ａの移動速度の変化を抑制できる構成を備えた本実施形態によるベルト装置では、ローラ中心から先端までの距離が周方向で一様な状態を維持されている植毛群ＰＦ、あるいはＰＦ’を設けた熱非伝動部と、転写ベルトが掛け回されるベルト周回面とを設けた構成により、転写ベルト２２Ａにおける温度上昇を抑えることができることを実験により確認することができた。
【００６６】
本発明者は、従来用いられていた無垢状態の金属ローラを用いた場合と、本実施形態に示した構成によるローラを用いた場合での転写ベルトでの温度変化を比較実験した。
【００６７】
図８は、転写ベルト２２Ａの周回方向での温度変化、つまり温度分布を示しており、図８中、符号Ｓ１で示す温度は、図９において符号Ｓ１で示す位置、つまり、加熱源に最も近い位置に配置されたローラを対象とした温度センサによる検知温度であり、図８中、符号Ｓ２で示す温度は、図９において符号Ｓ２で示す位置、つまり、加熱源に最も近い位置を通過した転写ベルト２２Ａの位置を対象とした温度センサによる検知温度であり、図８中、符号Ｓ３で示す温度は、図９において符号Ｓ３で示す位置、つまり、各作像部を通過する転写ベルト２２Ａの展張面の位置を対象とした温度センサによる検知温度である。
【００６８】
図８に示す結果は、画像形成装置２０の始動後に各部のイニシャライズ処理が行われ、その後、１枚から１００枚の画像形成によりシートの搬送を行ったうえで、転写ベルト２２Ａが停止されて放置された後、再度、所定枚数（２０枚）の画像形成によるシートの搬送を行った場合の結果である。この場合の画像形成再開時までの放置時間は３０分である。
【００６９】
図８において、放置後の転写ベルト２２Ａにおける各部では、シートへの画像転写が再開される当初での温度変化が一様でないことが判る。つまり、始動後に行われるシート搬送時には転写ベルト２２Ａが始動後から継続して移動していることから周長方向での温度分布はほぼ均一な状態であり、この状態での各部での温度変化は一様である。
しかし、転写ベルト２２Ａは、一旦、画像形成を終了して放置されると、駆動ローラ２２Ａ１側（符号Ｓ１，Ｓ２で示す位置）での温度の上昇が顕著となり、再度、画像形成が開始された場合には、各部での温度変化の傾向が異なることになる。従って、転写ベルト２２Ａには部分的に伸び量が異なる部分が発生していることになり、これにより、転写ベルト２２Ａの画像転写開始位置が伸びによって変化したことになるので、転写位置ずれによる色ずれが発生してしまうことが判る。なお、上記実験では放置時間を３０分として設定したが、放置時間が長くなれば、放熱などにより転写ベルト２２Ａ全体での温度分布が均一化されるので、上述した現象は見られなくなる。
【００７０】
一方、図３および図７に示した構成のローラを用いたベルト装置による画像同士の重畳転写ずれ（色ずれ）の発生具合に関しても温度変化（熱膨張）との相関関係を実験し、図１０乃至図１２に示す結果を得ることができた。
図１０は、一つの色（黒色）に対する他の色の重畳位置ずれに関して、従来の無垢なステンレス系の金属ローラを用いた場合（Ａ）、本実施形態において説明したローラ２２Ａ１を金属よりも低い熱伝導率の部材の一つとして不織布を用いて構成した場合（Ｂ）、図３に示した構成のローラ２２Ａ１とした場合（Ｃ）を対象としてシートの搬送数毎にプロットした図である。
【００７１】
図１１は、任意の色（マゼンタ）の画像を対象とした転写ベルト２２Ａの移動方向（副走査方向）での位置ずれに関して、図１０に示した（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と同じ構成を対象とし、放置後の画像再開時での重畳ずれを、Ａ３サイズの１枚のシートを対象として移動方向（副走査方向推移）での重畳ずれの発生状態を複数回（複数枚）実験してプロットした図であり、図１２は、図９において用いた位置での温度を図１０に示した（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と同じ構成を対象としてプロットした図である。
【００７２】
図１１において、放置後に転写ベルト２２Ａが移動を再開されて画像の転写行程が実行されると、（Ａ）に示す従来構成のものは（Ｂ）、（Ｃ）に示す本実施形態の構成に比べてずれ量が大きい。また、図１０において転写ベルト２２Ａの移動方向での位置ずれに関しても、（Ｂ）、（Ｃ）に示す本実施形態の構成では殆ど位置ずれがない（位置ずれが「０」の近傍に集中した変化）のに対して（Ａ）で示す従来構成の場合には、位置ずれの傾向が偏倚して発生している。これは、駆動ローラ２２Ａ１に掛け回されている部分での伸びの違いによるものであり、従来構成の場合には、伸びに応じて位置ずれの傾向が偏倚していることになる。
【００７３】
一方、図１２に示すように、シートの連続搬送時での各部の温度変化においては、（Ｂ）、（Ｃ）に示す本実施形態の場合には、図７において符合Ｓ１，Ｓ２で示した位置での温度変化の傾向が一様であるのに対して、（Ａ）に示す従来構成の場合には温度変化の傾向が一様でなく、この部分での転写ベルトに伸びが発生していることが判る。なお、図１２において、符号Ｓ３で示す位置での温度が初期において低下しているのは、駆動ローラ２２Ａ１側と反対側に位置していた転写ベルト２２Ａの部分が温度検知位置（Ｓ１）に移動してくることおよびシートの介在によって熱を奪われることが原因している。
【００７４】
図１０乃至１２からも明らかなように、本実施形態においては、転写ベルト２２Ａに対するローラ２２Ａ１側からの伝熱が抑制されることにより転写ベルト２２Ａでの温度上昇が抑えられることになり、これによって転写ベルト２２Ａでの伸びが抑えられ、放置後の画像形成再開時あるいは移動過程での速度変化による色ずれの発生が防止されることになる。
【００７５】
以上のように、本実施形態によれば、転写ベルト２２Ａが掛け回されているローラのうちで、定着装置近傍に位置するローラ２２Ａ１を転写ベルト２２Ａに対する熱伝達機能を排除できる構成とするだけで特別な冷却機構を設けることなく転写ベルト２２Ａの伸びを抑えて色ずれの発生を防止することが可能となる。しかも、転写ベルト２２Ａに伸びが生じるような温度上昇を監視するのでなく、転写ベルト２２Ａ自体での温度上昇を防止するようになっているので、転写ベルト２２Ａに対する冷却が必要ないので、冷却手段を用いた場合のような冷却開始から所定温度に収まるまでの時間的な遅れも生じることがない。これにより、温度監視のための構成や冷却構造を不要として構成の簡略化を図りながら、色ずれの発生を防止することができる。
【００７６】
なお、図３および図７においては、ベルトの周回方向での温度分布において高温部に位置するローラが転写ベルト２２Ａの駆動用あるいは従動のいずれのローラをも対象とすることができること勿論である。
【００７７】
【発明の効果】
請求項１，３，４記載の発明によれば、ローラ外周面に同じ条件で傾斜する植毛群が設けられているので、ローラ周方向での穂立ちムラをなくすことができる。これにより、ローラ中心から毛の先端までの距離を周方向で均一に維持することができるので、ローラに掛け回されるベルトの移動速度が変化しない。この結果、ベルトの移動速度の変化をなくすことが可能となる。
【００７８】
請求項２記載の発明によれば、植毛群を設けたローラがベルトの移動方向における温度分布において高温部で、ベルトの周回面以外が熱伝導の少ない箇所とされることによりベルトの熱膨張を抑えて熱膨張によるベルトの移動速度変化を低減することが可能となる。
【００７９】
請求項５，６および８記載の発明によれば、ベルトの周回面に隣接する位置の植毛がローラ中心から毛の先端までの距離をベルト周回面隣接位置と異ならせ、特に請求項６ではベルト周回面よりも外側に先端が位置するようになっているので、植毛領域でのベルトに対する過剰な圧力の発生を防止できると共に、ベルト周回面とその隣接位置との境界部でベルトがベルト周回面の縁に接触して擦られるのを防止ことができる。これにより、ベルトへの過剰な負荷（張力）増加を防止しながら移動させることができると共にベルト周回面の縁部で破損するのを防止することができるので、ベルトの耐久性による長寿命化が可能となる。特に、請求項８記載の発明では、ベルト周回面の隣接位置での植毛長さはローラの外径を他の位置と異ならせるだけの簡単な構成で済むので、特別な毛の種類を選択する必要がなくコスト上昇を抑えることも可能となる。
【００８０】
請求項７記載の発明によれば、単一長さに形成された素材を植毛群に用いることで製造コストを低減させることが可能となる。
【００８１】
請求項９記載の発明によれば、植毛群がローラの軸方向端部以外に設けられているので、ローラ同士の平行度などが原因するベルト寄りが発生した場合にベルトが植毛領域に乗り上げないようにすることができる。これにより、植毛部にベルトが乗り上げた際のベルト寄りの矯正が行えなくなるのを防止してベルトの蛇行を発生させない状態で移動させることが可能となる。
【００８２】
請求項１０記載の発明によれば、植毛群がローラ素材よりも熱伝導率が低くなる関係とされているので、ベルトへの熱伝導が抑えられ、ベルトの熱膨張による移動速度の変化を抑制することが可能となる。
【００８３】
請求項１１および１２記載の発明によれば、植毛群が導電性を有し、特に請求項１２記載の発明においては、比抵抗値が１０−３〜１０−１Ω／ｃｍというきわめて低い抵抗値に設定されているので、ベルトの帯電を防止することができ、帯電による放電を防止することができる。特にベルトがその表面に画像を転写するために用いられるような場合には転写画像の乱れや画像中に含まれるトナーの反撥飛翔を抑えることが可能となる。
【００８４】
請求項１３記載の発明によれば、植毛密度を規定することによりベルトに対する均一な支持状態を得ることが可能となる。
【００８５】
請求項１４記載の発明によれば、ベルト周回面を光学的な反射面とすることができる金属面により構成することによりベルトの移動状態、つまり片寄りなどの検知する部分を構成することができ、また、ベルトに担持されている対象物の状態を検知できる部分とすることができる。特にベルトの片寄りに関しては、ベルトにマーキングを設けてそのマーキングを検知する部分として、また、ベルトに画像を担持するような場合には担持されている画像の濃度などの状態を検知する部分とすることが可能となる。
【００８６】
請求項１５記載の発明によれば、ベルトの移動速度変化を防止できることによりベルトの移動速度の変化が悪影響を及ぼす場合の画像形成処理に弊害をもたらすことがないようにすることが可能となる。
【００８７】
請求項１６乃至１８記載の発明によれば、ベルトの移動速度変化を防止することにより複数の色毎の画像を転写あるいは形成する際の画像同士の重畳転写状態がずれてしまう事態をなくして複数色の画像形成時での色ズレの発生を防止することが可能となる。
【００８８】
請求項１９記載の発明によれば、展張面に沿って並置されている複数の作像部を移動するベルトでの移動速度変化を防止することができるので、各作像部での画像同士の重畳転写ズレをなくして重畳転写された際の画像の色ズレを解消することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるベルト装置が適用される画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示した画像形成装置に用いられる転写装置を含む作像部の構成を説明するための模式図である。
【図３】転写装置に用いられる転写ベルトが掛け回されるローラの一つを示す正面図である。
【図４】図３に示したローラに用いられる植毛群の構成を説明するための側面図である。
【図５】ローラの振れ量と１色画像毎の重畳転写画像のずれ量との関係を説明するための線図である。
【図６】図５に示した関係を得るための構成を説明するための模式図である。
【図７】図３に示したローラの構成に関する別例を示す正面図である。
【図８】転写ベルトの各部での経時的な温度変化を説明するための線図である。
【図９】転写ベルトにおける温度検知位置を説明するための図である。
【図１０】本実施形態による転写ベルトと従来構成による転写ベルトとの転写位置ずれに関する実験結果を説明するための線図である。
【図１１】本実施形態による転写ベルトと従来構成による転写ベルトとの移動方向（副走査方向）での位置ずれに関する実験結果を説明するための線図である。
【図１２】本実施形態による転写ベルトと従来構成による転写ベルトとの各部での温度変化に関する実験結果を説明するための線図である。
【符号の説明】
１  定着装置
２０  画像形成装置
２２  転写装置
２２Ａ  転写ベルト
２２Ａ１  駆動ローラ
２２Ａ１Ａ  ベルト周回面
２２Ａ１Ｂ  熱非伝動部
２２Ａ１Ｃ  ベルト周回面に隣接する段部
ＰＦ、ＰＦ’  植毛群
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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