(57)【要約】【課題】  ベルト張架ローラーの軸方向移動防止。及び、軸受け部材の抜け防止。【解決手段】  ベルト張架ローラーの両側軸受け部において、張架ローラーの軸線と軸受け部分の円筒状の空間の中心軸線をずらす。一方で、張架ローラーはベルトから、ベルトの外側から内側へ向かう方向の力を受ける。すると、張架ローラーが回転する際に、軸受けで支持されるローラーの軸部分と軸受け部分とで生じる摩擦力に、張架ローラーの軸方向成分が発生する。この力は、ローラーと軸受けの間で発生する力であり、ローラーの軸方向の移動を規制することもできるとともに、軸受けへも相対的に力を及ぼすことができる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材へ転写するための無端状のベルト体と、前記ベルト体を張架する張架ローラーと、円筒状の内面を有する軸受け部材と、を有し、前記円筒状の内面に前記張架ローラーの端部が支持されている画像形成装置において、
前記軸受け部材の内面の中心軸線を第一の軸線、前記張架ローラーの中心軸線を第二の軸線とすると、第一の軸線と第二の軸線が開きをもって交差しており、第一の軸線と第二の軸線が同一平面内にあり、前記張架ローラーへは、前記平面と交差する方向の第三の方向の力が働いていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の軸線と前記第二の軸線の開きが１゜以上である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】
前記第三の方向の力は、前記ベルト体から受ける力であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記張架ローラーの端部を支持する前記軸受け部材が前記張架ローラーの両端に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記張架ローラーの両端部に配置されている前記軸受け部材の各々の第一の軸線が、前記軸受け部材間の中点を含む第二の軸線に垂直な仮想平面上で交差することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記張架ローラーの端部の径が前記軸受け部材の内面の径よりも小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記張架ローラーは、ベルト体の内面からベルト体の外側へ向かう方向へ付勢されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ベルト体はリブ部分を有しており、前記張架ローラーが有する段差部分に前記リブ部分が接触することで、前記ベルト体の第二の軸線方向への移動が制限されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ベルト体は像担持体からトナー像の転写を受け、トナー像を転写材へ転写するための中間転写体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ベルト体は転写材を担持し、像担持体から転写材へトナー像の転写を受けるための転写材搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンピュータ用プリンタや複写機など、電子写真方式を利用した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置には，微小粉末からなる現像剤を静電的に制御吸着する電子写真技術を利用して，画像形成を行なうものがある。例えば、像担持体である感光ドラムや感光ベルト上の表面に静電潜像を形成し、像担持体上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化する。現像された画像を転写装置により転写材上に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって転写材上のトナー画像を転写材上に定着させる。これら各工程を順次行なうことによって画像を形成している。この技術をさらに応用して，複数色の画像（いわゆるカラー画像）を得るためには，複数の色の現像剤を使用することによって可能である。原理的にイエロー・マゼンタ・シアン色の現像剤を用いれば，混色によってフルカラーの画像を得ることができる（場合によって，前記三種類に加えてブラック色の現像剤を用いる）。
【０００３】
カラー画像形成装置の構成として，前記現像剤を収納する現像装置を各色ごとに備え，それら複数の現像装置を直線または曲線上に並べ，各色の現像剤に対応した静電潜像を現像させるものがある。紙やＯＨＴシートなどの転写材上に最終画像として得るまでの，カラー画像形成装置内の複数色画像の重ね合わせ工程の方法として，直接多重転写方式と中間転写方式がある。
【０００４】
前者の直接多重転写方式とは，現像装置と隣接する（または内包する）像担持体上の現像画像を次工程で転写する相手が転写材である場合である。像担持体に対して転写材を接触または微小間隙にて通す際に，像担持体上の現像剤を転写材に引き寄せるように転写用の電界を形成し，像担持体から転写材に画像を直接転写させる。複数の現像装置および複数の像担持体を持つカラー画像形成装置では，各色に対応する像担持体のところに転写材を移動させ，各色に対応した現像画像を転写材に順次転写するのである。
【０００５】
それに対して後者の中間転写方式では，像担持体から転写材に画像を転写する工程の途中に，各色の現像画像すべてを保持する第二の像担持体があるものである。各色に対応した像担持体から，一旦第二の像担持体に全ての現像画像を保持させ，第一・第二の像担持体間の転写位置より下流において第二の像担持体と転写材を接触，および接触点にて電気バイアスを形成して，第二の像担持体から転写材へ画像の転写を行なう。この第二の像担持体を中間転写体と呼ぶ場合がある。
【０００６】
カラー画像形成装置の中間転写方式には，複数ある第一の像担持体を任意に配置して，かつ，第二の像担持体がすべての第一の像担持体から画像転写するように配置したものがある。
【０００７】
第一の像担持体を持つ複数の現像装置（例えば，イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの色トナーを内包）を配置する。像担持体それぞれの現像画像を順次，第二の像担持体である中間転写体に静電転写する。４色のトナーで形成されたフルカラー画像を中間転写体から紙等の転写材に一括して静電転写（二次転写という場合がある）する。画像を担持した転写材は，熱や圧を利用した定着装置へと搬送され，転写材上のトナーを溶融・定着される。
【０００８】
ここで、直接多重転写方式の場合では、転写材を担持搬送する媒体、中間転写体にあっては、トナー像を担持する媒体が必要であり、媒体としては、円筒状（ドラム状）のものと、ベルト状のもの（例えば特許文献１）がある。
【特許文献１】特開平１０−１７１２６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
画像形成装置の中間転写体には，ベルト・フィルム状のものやドラム形状のものがある。これらはいずれも回転させながら転写工程（第一の像担持体から第二の像担持体へ，または第二の像担持体から転写材へ）を行なう。この二つの形状には，画像形成装置内部の配置において，異なる点がある。
【００１０】
中間転写体が円筒状（ドラム状）の場合，中間転写体の外周上に像担持体や二次転写装置を配置しなければならない。例えば，その外周上に配置されるものが大きくなると，それにともなって中間転写体も円筒状のまま大きくしなければならなくなり，画像形成装置の巨大化を促してしまう。
【００１１】
これに対して，ベルト状の中間転写体では，張架ローラーの配置によってベルト断面形状を自由に設定することができるという長所がある。前出の像担持体や転写装置を直線上に並べることもできるのである。また例えば，張架ローラーを二本にすれば，ローラー径と同等の厚みがベルト占有分となり，ベルト占有容積を小さくすることも可能となる。結果的に画像形成装置のスペース効率を高め，装置の小型化を実現できるのである。
【００１２】
ただ，ベルト状中間転写体を回転させる際には，張架ローラー相互のアライメント不良などによってベルトの走行とは垂直方向に力（“寄り力“と言い換えることもできる）が発生してしまう恐れがある。このため，ベルトが走行とは垂直な方向に移動してしまい，画像形成位置にずれが生じて各色の画像がズレた画像が生じることに繋ったり、張架ローラーの支持部材（壁や側板など）に接触して，ベルトの破壊に繋がることが起こり得る。よって、ベルト走行安定性を確保するための方法を施さなければならない。
【００１３】
走行安定性を確保するための一つの方法として，ベルト内面周方向に貼り付けた円環状部材によってベルト走行を規制する方法がある。その円環状部材はゴムやプラスチックなどの柔軟性または伸縮性のある材質でできており，ベルトとは接着剤や両面テープによって結合されている。ベルトの張架ローラー側には回転方向で円環状部材に対向する溝が設けられている。円環状部材が対向溝にはまることによって，ベルトのスラスト方向（ベルトの移動方向に対して垂直方向、ローラーの軸方向とほぼ同じ方向）に発生する寄り力に抗し，ベルトを安定的に走行させるのである。ただ，張架ローラーが軸方向に対してガタツキがあると，ベルトの寄り力の反作用によって寄り力の働く反対の向きにローラーが移動してしまう場合がある。
【００１４】
そのために問題となるのが，ベルトに貼付した円環状部材に対する，張架ローラーに隣接配置されたガイド部材がローラーといっしょに移動してしまうことである。ガイド部材が移動することによって，それに対向する円環状部材，しいてはベルト全体が移動していってしまう。
【００１５】
このローラー移動の抑制しなければ，ベルト走行安定性が確保されず、ベルト上の所定位置に画像形成を行うことを保証できなくなってしまうのである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば，ベルト寄りの反発力によるベルト張架ローラーの移動が起きない構成をとることができる。そのために、画像形成装置は、
像担持体と、像担持体上のトナー像を転写材へ転写するための無端状のベルト体と、前記ベルト体を張架する張架ローラーと、円筒状の内面を有する軸受け部材と、を有し、前記円筒状の内面に前記張架ローラーの端部が支持されている画像形成装置において、
前記軸受け部材の内面の中心軸線を第一の軸線、前記張架ローラーの中心軸線を第二の軸線とすると、第一の軸線と第二の軸線が１゜以上の開きをもって交差しており、第一の軸線と第二の軸線が同一平面内にあり、前記張架ローラーへは、前記平面と交差する方向の第三の方向の力が働いているようにすることとするものである。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、ローラー軸受けの軸線をローラーの軸線とずらすことで、ローラーに軸線方向への力を生じさせることができる。この力を利用することによって、ローラーの不安定な移動を制限することができ、ローラーに張架される無端状のベルトの走行を安定することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にもとづいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明に係る，電子写真方式を利用したカラー画像形成装置の概略構成を図１に示す。なお、一例としたカラー画像形成装置Ａは，４色フルカラー画像を形成できるレーザビームプリンタである。
【００２０】
現像剤（例えば，トナー）で可視像化された画像を熱などによって転写材に定着させる過程を経て画像形成を行なうカラー画像形成装置Ａは、第１の像担持体としてドラム型の感光体である、感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１ＢＫを備えている。感光ドラム１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫに対して共通な場合，これらの記号は省略）は駆動手段（図示せず）によって、反時計周りに回転駆動されるようになっている。
【００２１】
感光ドラム１の表面を均一に帯電させる帯電装置２（２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ），画像情報に基づいて光源（例えば，レーザ光やＬＥＤ光）を点滅させ，感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光装置３（３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ）、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させて現像化する現像装置４（４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢＫ）、感光ドラム１上のトナー像が転写される第二の像担持体として中間転写ユニット５などが設置されている。この場合の中間転写体５ｂは無端のベルト形状（ベルト体）であり，時計回りに回転している。
【００２２】
感光ドラム１を含む現像装置４は中間転写ユニット５に対して，並列に固定配置されている。感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像装置４は、４色のトナーを収容する４つの現像剤収容部を有している。各現像剤収容部には、表面に現像剤であるトナーを担持するとともに、現像剤収容部が感光ドラム１と対峙したときに感光ドラム１と対向する現像剤担持ローラー４ａが設けられており、現像剤担持ローラー４ａにより感光ドラム１上の静電潜像を現像化できるようになっている。
【００２３】
感光ドラム１上の現像画像を対向した一つの中間転写体ユニット５に各色順次転写，重ね合わせることにより，中間転写体５ｂ上に静電吸着された一つのフルカラー現像画像が形成される。なお，感光ドラム１から中間転写ベルト５ｂにトナーを転写させるために，感光ドラムどの間で転写電界を発生させるバイアスを印加する転写手段５ｄを，ベルトを挟んで感光ドラムの反対側に設けている。
【００２４】
中間転写体５ｂ上に一つの現像画像を形成した後，中間転写体５ｂは転写材へ現像画像を転写させる場所Ｅまでさらに回転する。転写材収納箱６内の転写材は，給搬送装置７によって所定のタイミングで前記転写場所Ｅへ供給される。この転写場所Ｅでは，転写ベルト５ｂの内側に配置されているローラーとの間で転写電界を形成する転写手段５ｅが転写ベルト５ｂを介して設けられている。
【００２５】
このように静電吸着力を利用して，トナー画像を転写材まで転写させる。さらに，転写材へトナー像を固定化させるために，転写材は定着装置へと搬送される。定着装置では熱・圧力などを利用して，転写材上のトナーを溶融・定着させるのである。
【００２６】
定着装置８を通過した転写材は搬送ユニット９により、排紙トレイ１０に排出される。なお，曲線２０は転写材の搬送経路を示している。
【００２７】
図２に示すように，ベルト５ｂはローラー６１，６４などで張架されている。特にローラー６４はベルト５ｂの速度を安定させるためにバネ６３などの付勢力を働かせ，ベルト張力を発生させている。
【００２８】
これら張架ローラーに関して，従来は、図１２に示すように，ローラー６４の両端の軸が露出している部分６４ａ及び６４ｂの部分に軸受け１００ａおよび１００ｂを配置している。軸受け１００ａおよび１００ｂは、ローラーの軸とほぼ同径であるが、それよりも若干小さい内径を有している。軸と軸受け間のガタを防止する為である。従来の軸受けを図１３に示すように、すべり軸受け部分と、軸受けをスライドさせる溝が一体化されている軸受けが示されている。図１３に示すように、軸受け部は円筒状の空洞を有している。その空洞の円筒の中心軸の軸線と、ローラーの軸線は重なっている。よって、ローラー６４は軸受けからはローラーの軸線方向の力は受けることはなく、ベルト５ｂによって、ローラー６４がローラーの軸線方向に力を受けることがあれば、ローラー６４が軸線方向に移動してしまう構成となっている。
【００２９】
一方、ベルト５ｂは基本的には、回転方向にのみ移動するように設定されるが、実際のところは、ベルトの伸縮状況や、張架ローラーによる張架状態の微妙な変動によって、スラスト方向へ移動することがある。このスラスト方向の移動を規制する構成として，図１４に示すように，ベルト５ｂにゴムなどの弾性体でできた円環状のリブ５１を貼り付けておく。また，ローラーの側面に円錐状フランジ５５または円筒状フランジ５６を隣接配置し，先のリブ５１がフランジに当たるようにしておく。これらの干渉によってベルトのスラスト方向位置を規制しているのである。つまりローラーの位置によってベルトの位置が決まっているのである。
【００３０】
よって、ベルトがスラスト方向に移動する力が生じた場合に、ローラーにも軸線方向に移動する力が生じることとなる。この力に応じて、ローラーが自由に移動することとなると、結局は、ベルトが張架ローラー支持体などに干渉してしまうということが発生しうる。
【００３１】
そこで本実施例においては、図４や図５に示すように，ローラー６４に対して軸受け８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを傾けることとする。本実施例では、図６に示すように、軸受けの軸線（第一の軸線）と、ローラーの中心軸線（第二の軸線）が角度θ（本実施例ではθ＝３゜とした。）を有している。これに対して、ローラー６４にかかる力は、紙面を上から下に抜ける方向にかかるように設定してある。なお、本実施例においては左右の力のバランスを確保するために、軸受けの角度θが手前８０ａ，８０ｂとも同じなので、第一の軸線はローラーの軸方向の中心点を含む平面Ｓ上で交差している。この傾きによって軸受け８０の内面部とローラーの端部（軸部）との接触点が図９で示した破線で示した曲線Ｌの如く決まるのである。なお、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄの軸受け部分の内径はローラーの端部の径よりも大きく設定している。具体的には、ローラーの端部の外径が８．０ｍｍであるのに対して、軸受け部分の内径は８．４ｍｍで設定している。そして、ローラー６４が回転することによって，ローラー６４と軸受け８０ａが曲線Ｌで接触しながら、この部分から抗力Ｆ５を受けながら回転するのである。ここで、ローラーを移動させようとする力の関係について詳細に延べる。
【００３２】
なお、θに関しては、実際は、軸受け部分の耐久による削れを考慮して、１度以上とすべきである。
【００３３】
図３に示すように、張架に寄与しているローラー６４はバネ６３でベルト体５ｂ側へ付勢されている。ただ、ローラー６４は基本的には、自由に回転しているものであるから、ローラー６４はベルト５ｂから反力Ｆ１（第三の方向の力）を受けることとなる。一方で、ローラー６４と軸受け８０ａ、８０ｂは図６に示す如く各々の軸線が交差していており、その接触部分が図９に示す曲線Ｌのようになっている。すると、図９に示すように、ローラー６４が図に示す矢印Ｒの方向へ回転することでローラー６４は曲線Ｌで接触し、更に、力Ｆ１（紙面を表から裏へ貫く方向の力）を受けていることから、ローラー６４は摩擦による抗力Ｆ５を受けることとなる。なお、軸受け８０ａはその反作用としてＦ４を受けることとなる。但し、回転方向の抗力は、ローラー６４及び軸受け８０ａを各々軸線方向へ移動させるものではないので、軸線方向へ移動させようとする力を各々抽出するとローラー６４へはＦ３が働き、軸受け８０ａへはＦ２が働くこととなる。
【００３４】
よって、これらの構成によりローラー６４は図７に示すＦ３及びＦ３’の如く軸線方向へ力を受け、一方で、軸受け部材は、Ｆ２、Ｆ２’方向へ力を受けることとなる。なお、ローラーの回転方向が逆の場合には、図８の様にローラーの軸受け部材の角度を逆側へ開くことで同じ効果を得ることが可能である。ローラー軸端の左右で軸受けを逆に傾けると，お互いに反対にローラーを移動させる力が働くので，力が相殺されてローラーを中央付近にとどまらせようとする力が生まれる。さらに，この軸受けからの発生力が，従来のベルト寄り力の反作用によるローラー移動力よりも大きければ，ローラー自身が移動することが無いのである。
【００３５】
また，ローラーの軸受けを傾けることによって，相対的に次のような作用が働く。図４の如く軸受けを傾けるとローラーが軸線方向に移動する力が発生することは前に述べたとおりである。ローラーとは相対的に軸受けが外側へ移動する力Ｆ２及びＦ２’が働く。すると、軸受け部材を画像形成装置本体に取り付けるにあたって、軸受け部材が外側方向へ外れない構成（内側へは内側方向への力を加えれば、自由に外れる構成）としておけば足りるので、組み立て性に優れた構成となる。ローラーを交換する時にベルトを外した後で、指等で両端にある軸受けを内側方向へ押し込み、軸受けを本体から外した状態で、後にローラーを外せば、ローラーと軸受けを容易に取り外すことができる。
【００３６】
ここで軸受けを強制的に傾ける構成を図１０に示す。軸受け８０自身を軸受けホルダ８１で保持する。軸受けホルダ８１の姿勢は筐体８４の一部であるホルダガイド８２および８３で決められる。図１１に示すように，軸受けホルダ８１の面８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄがローラー軸方向とある角度を持っている。そのため，ローラーの軸線対して軸受け８０の内側の軸線が一定の角度を有して交差している状態で保持されるのである。従来の軸受けホルダ１０１は図１３に示すように、ホルダガイドに面１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄが摺動し，これら摺動面はローラー軸方向と垂直に設定されている。
【００３７】
本実施例においては軸受け部分８０ａの内面の軸線とローラー６４の軸線がなす角度と軸受け部分８０ｂの内面の軸線とローラー６４の軸線とがなす角度が同じ角度を有するように設定している。しかし、軸受け部分８０ａの内面の軸線とローラー６４の軸線がなす角度と軸受け部分８０ｂの内面の軸線とローラー６４の軸線とがなす角度を異なる角度として、ベルト５ｂから受ける力を相殺するようにすることで、ベルトの走行安定性を図ることも可能である。
【実施例２】
【００３８】
実施例１で示した中間転写方式を利用した画像形成装置と同様に，直接多重転写方式の画像形成装置でもベルト張架ローラーの軸方向移動を防ぐことができる。その略断面図を図１５に示す。
【００３９】
直接多重転写方式では，感光ドラム１などの像坦持体から静電ベルト５０で転写材を担持し、搬送される紙などの転写材へ直接転写する構成をとっている。トナー画像を担持した転写材は定着装置８へと運ばれ，転写材に定着される。
【００４０】
静電ベルト５０の張架ローラー６４に対して，その軸受けを傾けることによってローラーの軸方向移動を防ぐことができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の概略図で，中間転写体の一部を含む図である。
【図３】本発明の概略図で，中間転写体の一部を含む図である。
【図４】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図である。
【図５】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図である。
【図６】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図である。
【図７】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図であり、図４に対応した図である。
【図８】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図であり、図５に対応した図である。
【図９】本発明の概略図で，ローラーの支持状態を示す図であり、図４の詳細部分を示した図である。
【図１０】本発明の概略図で，ローラーの支持部の側面を示す図である。
【図１１】本発明の概略図で，軸受けホルダの斜視図である。
【図１２】従来の概略図で，ローラーの支持状態を示す図である。
【図１３】従来の概略図で，軸受けホルダの斜視図である。
【図１４】ベルトの規制状態を示す図である。
【図１５】本発明に係る実施例２のカラー画像形成装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  像担持体（感光ドラム）
５  中間転写体
６１，６４  ローラー
８０  軸受け
８  軸受けホルダ
【図１】
2005164664.tif 000003
【図２】
2005164664.tif 000004
【図３】
2005164664.tif 000005
【図４】
2005164664.tif 000006
【図５】
2005164664.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005164664.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005164664.tif 000012
【図１１】
2005164664.tif 000013
【図１２】
2005164664.tif 000014
【図１３】
2005164664.tif 000015
【図１４】
2005164664.tif 000016
【図１５】
2005164664.tif 000017