(57)【要約】【課題】種々の材質で形成されたベルトが使用可能であり、構造が簡単で、安価で、しかも安定してベルトの偏りや蛇行を抑制することができるベルト張架用ローラおよびこれを備えた画像形成装置を提供することである。【解決手段】略円筒形の外筒３６と、この外筒３６の筒内に挿入され外筒３６を回転駆動させる回転軸３４とから構成され、外筒３６の両端側３５は、外筒３６の周方向に沿って４つの舌片３７に分割され、これらの舌片３７が半径方向外向きに拡開されることにより、両端側３５の径が端部に向かって連続的に増加し、かつ両端側３５が半径方向に弾力性を有するベルト張架用ローラ３１である。【選択図】  図２
2005070701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも幅方向の両端側における径が端部に向かって増加し、かつ前記両端側が半径方向に弾力性を有することを特徴とするベルト張架用ローラ。
【請求項２】
前記ローラにおける径の増加している領域が、前記ローラと該ローラに張架するベルトとの幅方向の中心を合わせた状態で、少なくとも前記ベルトの両側端からはみ出している前記ローラの両端側である請求項１記載のベルト張架用ローラ。
【請求項３】
略円筒形の外筒と、この外筒の筒内に挿入され外筒を回転駆動させる回転軸とを備え、前記外筒の両端側は、外筒の周方向に沿って複数の舌片に分割され、これらの舌片が半径方向外向きに拡開されている請求項１または２記載のベルト張架用ローラ。
【請求項４】
前記外筒がばね材により形成されている請求項３記載のベルト張架用ローラ。
【請求項５】
前記回転軸と舌片との間には、各舌片を半径方向外向きに付勢するばねが配置されている請求項３または４記載のベルト張架用ローラ。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成された像担持体と、この像担持体上に現像剤を供給してトナー像を形成するための現像剤担持体と、前記トナー像を転写する中間転写ベルトまたは前記トナー像を転写する記録媒体を搬送するための転写搬送ベルトと、前記中間転写ベルトまたは転写搬送ベルトを張架する請求項１〜５のいずれかに記載のベルト張架用ローラとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写ベルトまたは前記転写搬送ベルトの周囲に配置された複数の像担持体を有するカラー画像形成装置である請求項６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、ベルト張架用ローラおよびこれを備えた画像形成装置に関し、より詳しくは複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置に用いられる中間転写ベルト、記録媒体を搬送する転写搬送ベルトなどのベルトを張架するのに好適なベルト張架用ローラおよびこれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ベルト上に載置したものを移動させたり、ベルト表面に像を転写するという用途で、複数のローラに張架されたベルトが用いられている。ところが、ベルトを移動させる際には、ベルトがローラの幅方向の一方側に偏ったり、ベルトが蛇行することがあるため、搬送物を正確に搬送できない、ベルト表面に像を正確に転写できないなどの問題が生じる。
【０００３】
例えば、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置には、トナー像が形成された感光体ドラム（像担持体）からトナー像を転写する中間転写ベルトやトナー像を転写する記録媒体を搬送する転写搬送ベルトなどのエンドレスベルトが使用されている。この中間転写ベルトや転写搬送ベルトは、駆動ローラ、従動ローラ、バックアップローラなどの複数のローラに張架されており、ベルトがローラの一方側に偏ったり、蛇行することにより所望の位置に画像を形成できないという不具合が生じることがある。
【０００４】
特に、複数の感光体ドラムがベルト上に直列に配置されたタンデム式のカラー機では、上記のようなベルトの偏りや蛇行が生じると、各色のトナー像の転写位置が適正位置からずれて正確に色を重ね合わせることができず、高品質な画像が得られない。
【０００５】
このような問題に対して、以下のような対策が実施されている。例えば、(a)駆動ローラ、従動ローラ、バックアップローラなどのローラをクラウン形状または逆クラウン形状にすることにより、ベルトの偏りや蛇行を抑制する方法、(b)ローラの端部の周方向に溝を設け、ベルト側にリブを設けて、これらの溝とリブの応力により、ベルトの偏りや蛇行を抑制する方法、(c)ローラのアライメント、平行度などを管理し、かつベルトの平行形状を部品段階および組み立て段階において管理することにより、ベルトの偏りや蛇行を抑制する方法、(d)ベルトの偏りや蛇行をセンサー等で検知して従動ローラ、バックアップローラなどのローラの平行度をモータ等で調整し、ベルトの偏りや蛇行を抑制する方法、などが実施されている。
【０００６】
また、特許文献１には、ベルトの端部に蛇行防止用ガイドを設けたエンドレスベルトが開示されている。特許文献２には、中間転写体（ベルト）の内周面の両端部に、ベルトの寄りを防止する寄り防止用突条を設けるとともに、中間転写体を張架するローラの両端部に、前記寄り防止用突条に対応する段差部を設け、さらにローラに対向して、中間転写体の外周面を帯電させる帯電手段を設けた画像形成装置が開示されている。特許文献３には、逆クラウン形状のローラの両端部に、張力を付加するバネと、このバネにかかる負荷を検知する検知手段とを設け、負荷の変化に基づいてローラ端部の回転速度を調整するウェブ（ベルト）搬送装置が開示されている。
【０００７】
しかしながら、前記(a)の手段におけるクラウン形状，逆クラウン形状では、ローラの断面（回転軸を含む平面で切断した断面）が、なだらかな円弧状であるため、伸縮可能なゴム状のベルトのみが使用可能である。また、逆クラウン形状の場合、ベルトの幅が大きくなると、ベルトの中央部がローラ面から浮いてしまう傾向にあり、ベルトの両端部に大きな力が加わってベルトが破損するおそれがあるので、サイズの大きなベルトを使用する場合には管理が困難になる。前記(b)、特許文献１および特許文献２に記載の手段は、ベルトを駆動させる駆動力が大きい場合には、嵌合部分が外れやすいため、適していない。また、嵌合が外れたときに修復しにくいため、修復に多くの時間を要するという問題がある。前記(c)の手段では、部品の精度および組み立て精度のレベルを非常に高く設定する必要があるので、コスト面でのデメリットが大きく、また組み立て易さの面でも他の方法と比べて劣る。前記(d)および特許文献３に記載の手段では、システムが複雑で大がかりになりコスト面でのデメリットが大きいという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１４７９５０号公報
【特許文献２】特開平１１−１６１０５４号公報
【特許文献３】特開２００２−３１６７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、種々の材質で形成されたベルトが使用可能であり、構造が簡単で、安価で、しかも安定してベルトの偏りや蛇行を抑制することができるベルト張架用ローラおよびこれを備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明のベルト張架用ローラおよび画像形成装置は、以下の構成からなる。
(1)  少なくとも幅方向の両端側における径が端部に向かって増加し、かつ前記両端側が半径方向に弾力性を有することを特徴とするベルト張架用ローラ。
(2)  前記ローラにおける径の増加している領域が、前記ローラと該ローラに張架するベルトとの幅方向の中心を合わせた状態で、少なくとも前記ベルトの両側端からはみ出している前記ローラの両端側である(1)記載のベルト張架用ローラ。
(3)  略円筒形の外筒と、この外筒の筒内に挿入され外筒を回転駆動させる回転軸とを備え、前記外筒の両端側は、外筒の周方向に沿って複数の舌片に分割され、これらの舌片が半径方向外向きに拡開されている(1)または(2)記載のベルト張架用ローラ。
(4)  前記外筒がばね材により形成されている(3)記載のベルト張架用ローラ。
(5)  前記回転軸と舌片との間には、各舌片を半径方向外向きに付勢するばねが配置されている(3)または(4)記載のベルト張架用ローラ。
(6)  表面に静電潜像が形成された像担持体と、この像担持体上に現像剤を供給してトナー像を形成するための現像剤担持体と、前記トナー像を転写する中間転写ベルトまたは前記トナー像を転写する記録媒体を搬送するための転写搬送ベルトと、前記中間転写ベルトまたは転写搬送ベルトを張架する(1)〜(5)のいずれかに記載のベルト張架用ローラとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
(7)  前記中間転写ベルトまたは前記転写搬送ベルトの周囲に配置された複数の像担持体を有するカラー画像形成装置である(6)記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
前記(1)および(2)記載のベルト張架用ローラによれば、幅方向の両端側における径が端部に向かって増加しているので、稼働中にベルトがローラの幅方向の一方側に偏り始めたとしても、ベルトには偏った方向とは逆の方向に力が加わり、ベルトは正規位置に戻される。しかも、上記した両端側の形状による作用に加えて、両端側の弾力性に起因するバネ力がベルトに作用するので、ベルトを正規位置に戻す効果がより高められている。
【００１１】
また、両端側が弾力性を有しているので、ベルトが伸縮可能なゴム状のタイプではなく、伸縮しにくい材質であっても、ベルトの形状に適応するようにローラの両端側が変形する。これにより、伸縮しにくい材質などの種々の材質で形成されたベルトを使用することができる。
【００１２】
さらに、従来のように非常に高精度に加工された部品を使用する必要がなく、稼働時にベルトとローラの嵌合が外れるようなこともなく、しかも構造が簡単であるので、簡単な管理で安定した精度のよい稼働が実現でき、かつコストアップを防ぐことができる。
【００１３】
前記(3)記載のベルト張架用ローラでは、外筒の周方向に沿って複数の舌片に分割し、これらの舌片を半径方向外向きに拡開することにより、両端側における径を端部に向かって増加させるとともに、弾力性を持たせている。これにより、種々の材質で形成されたベルトが使用可能であり、構造が簡単で、安価で、しかも安定してベルトの偏りや蛇行を抑制することができる。
【００１４】
このような構成の場合には、前記(4)に記載のように、外筒がばね材により形成されているのが好ましい。これにより、両端側の舌片に高い弾力性を付与することができるので、ベルトの偏りや蛇行をより効果的に防止することができる。また、前記(5)記載のように、回転軸と舌片との間に各舌片を半径方向外向きに付勢するばねを配置することで、両端側の弾力性をさらに高めることができる。
【００１５】
前記(6)記載の画像形成装置によれば、ベルトを張架するローラとして上記ベルト張架用ローラを備えているので、安定してベルトの偏りや蛇行を抑制することができ、高品質な画像を得ることができる。上記ベルト張架用ローラは、前記(7)記載のように、特に、中間転写ベルトまたは転写搬送ベルトの周囲に配置された複数の像担持体を有するカラー画像形成装置（タンデム方式のカラー画像形成装置）に対して好適である。これにより、正確に色を重ね合わせることができるので、高品質なカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
図１は本実施形態にかかるベルト張架用ローラを備えたタンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略断面図である。同図に示す画像形成装置１では、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体や有機感光体（ＯＰＣ）などを備えた感光体ドラム（像担持体）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのまわりに、帯電器３、露光ユニット４、現像器５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄおよび転写搬送ベルト６が配置されている。
【００１８】
現像器５ａは感光体ドラム２ａに形成された静電潜像にイエロートナーで現像する現像器で、現像器５ｂは感光体ドラム２ｂに形成された静電潜像にマゼンダトナーで、現像器５ｃは感光体ドラム２ｃに形成された静電潜像にシアントナーで、現像器５ｄは感光体ドラム２ｄに形成された静電潜像にブラックトナーでそれぞれ現像する現像器である。また、現像器５ａは、イエロートナーが収容されたトナー容器５０ａと、現像容器５１ａとを備えている。トナー容器５０ａに収容されたトナーは、撹拌部材１１により撹拌された後、補給ローラ５２ａにより現像容器５１ａに補給される。補給されたトナーは、感光体２ａに対向して設けられた現像スリーブ（現像剤担持体）５３ａ側に搬送ローラ１３，１４により搬送され、現像スリーブ５３ａに担持される。
【００１９】
同様に、現像器５ｂは、マゼンダトナーが収容されたトナー容器５０ｂと現像容器５１ｂと補給ローラ５２ｂと現像スリーブ５３ｂとを備え、現像器５ｃは、シアントナーが収容されたトナー容器５０ｃと現像容器５１ｃと補給ローラ５２ｃと現像スリーブ５３ｃとを備え、現像器５ｄは、ブラックトナーが収容されたトナー容器５０ｄと現像容器５１ｄと補給ローラ５２ｄと現像スリーブ５３ｄとを備えている。
【００２０】
感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、帯電器３により均一に帯電し、露光ユニット４により静電潜像が形成される。感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと現像器スリーブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄとの間には現像バイアスをそれぞれ作用させて、現像スリーブ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄに担持されたトナーを感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの露光部分に搬送し、トナー像を形成（現像）する。
【００２１】
現像された感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのトナー像は、搬送ローラ１２を通じて転写搬送ベルト６上を矢印方向に搬送されてくる記録媒体７に転写され、記録媒体７の搬送方向下流側に配置される定着器８により定着される。転写搬送ベルト６は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２および転写ローラ３３で構成されるベルト張架用ローラにより張架されており、駆動ローラ３１の駆動により矢印方向に回転する。以上の構成により４色のトナーによるカラー画像を形成することができる。
【００２２】
転写されずに感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に残留したトナーは、クリーニング装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄにより除去される。クリーニング装置５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、先端が感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに当接して配置されたクリーニングブレード２１と、感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに対向して配置されたクリーニングローラ２２とを備えている。クリーニングブレード２１により削り取られクリーニングローラ２２により担持されて感光体ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面から除去されたトナーは、搬送ローラ２３により搬送されて回収され、廃棄あるいは再利用される。
【００２３】
図２は駆動ローラ３１を示す斜視図で、図３は駆動ローラ３１およびこの駆動ローラ３１に張架された転写搬送ベルト６を示す断面図である。図２および図３に示すように、駆動ローラ３１は、円筒形の外筒３６と、この外筒３６の筒内に挿入され外筒３６を回転駆動させる回転軸３４とから構成されている。この回転軸３４は、外筒３６の内径と略同径の固定部３４ａにおいて外筒３６と固定されており、両端付近が軸受け（図示せず）に支持され、駆動ローラ３１を駆動させるためのモータ（図示せず）に連結されている。
【００２４】
駆動ローラ３１の両端側３５は、回転軸３４を除く部分が中空で、外筒３６の周方向に沿って４つの舌片３７に分割され、これらの舌片３７が半径方向外向きに拡開されている。これにより、両端側３５の径が端部に向かって連続的に増加し、かつ両端側３５が半径方向に弾力性を有する構造になっている。駆動ローラ３１における径を増加させる領域は、駆動ローラ３１と該ローラ３１に張架するベルト６との幅方向の中心を合わせた状態で、少なくともベルト６の両側端からはみ出しているローラ３１の両端側であるのが好ましい。
【００２５】
外筒３６の材質としては、転写搬送ベルト６を張架した際に形状を保持できる程度の剛性を有し、舌片３７に弾力性を付与できるものであれば、特に限定されないが、特にばね材により形成されているのが好ましい。ばね材としては、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、ＪＩＳ Ｇ４８０１に規定されているばね鋼などが挙げられる。
【００２６】
以下、駆動ローラ３１の製造方法について説明する。図４(a)〜(d)は、駆動ローラ３１の製造工程を示す工程図である。まず、上記した材質で円筒形の外筒３６を作製し、この外筒３６の両端側に、長手方向（駆動ローラ３１の軸方向）に沿ってそれぞれ４箇所の切れ目を入れ、４つの舌片３７に分割する（図４(a)）。ついで、外筒３６の両端の開口部から冶具３８を圧入し（図４(b)）、舌片３７を変形させたのち、冶具３８を両端から取り出す。これにより、舌片３７を半径方向外向きに拡開することができる（図４(c)）。最後に、外筒３６の一端の開口部から、軸３４を所定の位置まで圧入して外筒３６と軸３４とを一体化することにより駆動ローラ３１を得ることができる（図４(d)）。
【００２７】
舌片３７の傾斜角度および外筒３６の両端側に入れる切れ目の寸法は、特に限定されるものではなく、外筒３６およびベルト６の長さや材質等に応じて適宜決定すればよい。舌片３７の傾斜角度は、冶具３８の傾斜角度を変えることにより調整できる。また、本実施形態では、両端側に入れる切れ目の数を４箇所とし、４つの舌片３７に分割しているが、この分割数は特に限定されるものではない。
【００２８】
図５は、本発明の他の実施形態にかかる駆動ローラ３１’を示す斜視図である。この駆動ローラ３１’における回転軸３４と舌片３７との間には、各舌片３７を半径方向外向きに付勢するばね３９がそれぞれ配置されている。これにより、両端側３５の弾力性をさらに高めることができる。図５における他の部位については、図２と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２９】
従動ローラ３２および転写ローラ３３についても、上記駆動ローラ３１または駆動ローラ３１’と同様の構成にするのが好ましい。これにより、種々の材質で形成されたベルトが使用可能であり、構造が簡単で、安価で、しかも安定してベルトの偏りや蛇行を抑制することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、記録媒体を搬送する転写搬送ベルトを、ベルト張架用ローラで張架する場合について説明したが、本発明のベルト張架用ローラは、感光体ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに転写し、この中間転写ベルトから記録媒体に転写する画像形成装置にも適用可能である。すなわち、この場合には、中間転写ベルトを張架するローラとして本発明のベルト張架用ローラが使用される。
【００３１】
また、上記実施形態では、円筒形の外筒と、この外筒の筒内に挿入された回転軸とから構成されるベルト張架用ローラを例に挙げて説明したが、本発明のベルト張架用ローラは、少なくとも幅方向の両端側における径が端部に向かって増加し、かつ両端側が半径方向に弾力性を有するものであればよく、上記実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
さらに、上記実施形態では、ベルト張架用ローラをカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、本発明のベルト張架用ローラは、モノクロの画像形成装置にも同様に適用可能であるだけでなく、画像形成装置の他、ベルトの偏りや蛇行を抑制する必要のある種々の用途に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のベルト張架用ローラを備えたカラー画像形成装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる駆動ローラ（ベルト張架用ローラ）を模式的に示した斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる駆動ローラおよびこの駆動ローラに張架された転写搬送ベルトを模式的に示した断面図である。
【図４】(a)〜(d)は、本発明の一実施形態にかかる駆動ローラの製造工程を模式的に示した工程図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる駆動ローラを模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  カラー画像形成装置  
２ａ〜２ｄ  感光体ドラム（像担持体）
３  帯電器
４  露光ユニット
５ａ〜５ｄ  現像器
６  転写搬送ベルト
７  記録媒体
８  定着器
３１，３１’  駆動ローラ
３２  従動ローラ
３３  転写ローラ
３４  回転軸
３４ａ  固定部
３５  両端側
３６  外筒
３７  舌片
３８  冶具
３９  ばね
５３ａ〜５３ｄ  現像スリーブ（現像剤担持体）
５４ａ〜５４ｄ  クリーニング装置
【図１】
2005070701.tif 000003
【図２】
2005070701.tif 000004
【図３】
2005070701.tif 000005
【図４】
2005070701.tif 000006
【図５】
2005070701.tif 000007