(57)【要約】【課題】  横ズレ防止のリブの継ぎ目のスリットを原因とする中間転写ベルトのベルト搬送速度の変動を小さくして、画像の乱れのない高精度の転写画像を得る。【解決手段】  中間転写ベルト１０を張架する第１のテンションローラ２２の両側に、サポートローラ３０を設ける。サポートローラ３０によりリブ２８を支持し、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａにあっても、サポートローラ３０によりリブ２８の両端を支持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持し回転駆動されるエンドレスベルト基材と、
前記エンドレスベルト基材の内周両側にて、前記回転駆動方向と平行に突設されるリブ部材と、
前記エンドレスベルト基材の内周面に接触して前記エンドレスベルト基材を回転駆動するローラ部材と、
前記ローラ部材両側の前記リブ部材に対向する位置に設けられ前記リブ部材に接触して前記リブ部材を支持するサポート部材とを具備することを特徴とするベルト装置。
【請求項２】
前記エンドレスベルト基材は、シームレスであることを特徴とする請求項１記載のベルト装置。
【請求項３】
前記エンドレスベルト基材は、像担持体に形成されるトナー像を１次転写された後、前記トナー像を記録媒体に２次転写する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１記載または請求項２記載のベルト装置。
【請求項４】
前記リブ部材は、継ぎ目にスペースを有するように前記エンドレスベルト基材の内周に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のいずれかに記載のベルト装置。
【請求項５】
前記サポート部材は、前記ローラ部材と同軸のローラ形状に形成され、前記ローラ部材の軸に対してフリーに回転することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のベルト装置。
【請求項６】
前記サポート部材は、前記ローラ部材と同軸のローラ形状に形成され、
（サポート部材の径）＝（ローラ部材の径）−（リブ部材の厚み×２）
であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のベルト装置。
【請求項７】
前記ローラ部材は、前記中間転写ベルトの前記回転駆動方向上流側であって前記２次転写位置の隣に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のベルト装置。
【請求項８】
像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成するトナー像形成部材と、前記像担持体に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写部材を有する画像形成装置において、
前記像担持体上の前記トナー像を転写され、回転駆動されるエンドレスベルト基材と、
前記エンドレスベルト基材の内周両側にて、前記回転駆動方向と平行に突設されるリブ部材と、
前記エンドレスベルト基材の内周面に接触して前記エンドレスベルト基材を回転駆動するローラ部材と、
前記ローラ部材両側の前記リブ部材に対向する位置に設けられ前記リブ部材に接触して前記リブ部材を支持するサポート部材とを具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記エンドレスベルト基材は、シームレスであることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記エンドレスベルト基材は、像担持体に形成されるトナー像を１次転写された後、前記トナー像を記録媒体に２次転写する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項８記載または請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記リブ部材は、継ぎ目にスペースを有するように前記エンドレスベルト基材の内周に設けられることを特徴とする請求項８乃至請求項１０記載のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記サポート部材は、前記ローラ部材と同軸のローラ形状に形成され、前記ローラ部材の軸に対してフリーに回転することを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記サポート部材は、前記ローラ部材と同軸のローラ形状に形成され、
（サポート部材の径）＝（ローラ部材の径）−（リブ部材の厚み×２）
であることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ローラ部材は、前記中間転写ベルトの前記回転駆動方向上流側であって前記２次転写位置の隣に配置されることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか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、エンドレスの転写ベルトを用いて記録媒体にトナー像を形成するベルト装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、近年感光体上のトナー像をエンドレスの中間転写ベルトに１次転写した後、記録媒体に２次転写する装置がある。この中間転写ベルトは、複数のローラにより張架され回転駆動される間に横ズレを生じるおそれがある。
【０００３】
このため従来、無端状ベルトの両側端部にゴム製のリブを設けて、このリブをローラに形成した端部に係合させて、の側面とリブとで、無端状ベルトの横ズレを防止する装置がある。（例えば特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−１８９３５４号公報(第１３カラム、図６)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の装置では、リブと無端状ベルトとの素材が異なり、無端状ベルトとリブとの熱膨張率の違いにより、使用中にリブが継ぎ目で重なるおそれを生じていた。このため、リブの継ぎ目にスリットを設けるものがある。
【０００５】
しかしながらリブの継ぎ目にスリットを設けた場合には、継ぎ目位置がローラ部分を通過する時に、無端状ベルトの挙動が変化するおそれがある。通常無端状ベルトのベルト搬送速度は、均一では無く、横ズレにより多少変動を生じる。但しリブの継ぎ目の部分にあっては、スリットにより無端状ベルト表面が撓んで伸びるために、ベルト搬送速度の変動が更に大きくなってしまう。しかもこの継ぎ目のスリットを原因とする無端状ベルトの挙動変化は、ローラの径が小さく、且つローラへの無端状ベルトの巻き付け角が小さくなるほど顕著となる。
【０００６】
このため画像形成装置において装置の小型化を図るために、中間転写ベルトを張架するローラの径を小さくし、且つローラへの中間転写ベルトの巻き付け角を鋭角にして行くと、リブの継ぎ目部分がローラ通過するときに、ベルト搬送速度の変動が大きくなり、トナー像を乱すおそれを生じる。更にカラー画像を得るために複数色のトナー像を中間転写ベルト上で色重ねする場合には、ベルト搬送速度の変動が大きくなることにより、色重ね精度が損なわれ画質低下を生じるおそれがあった。
【０００７】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、横ズレ防止のリブを設けた中間転写ベルトを張架するローラの径を小さくした場合においても、リブの継ぎ目のスリットを原因とする中間転写ベルトの挙動変化を防止して、トナー像の乱れの無い高精度の画像を得るベルト装置及び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】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するための手段として、トナー像を担持し回転駆動されるエンドレスベルト基材と、前記エンドレスベルト基材の内周両側にて、前記回転駆動方向と平行に突設されるリブ部材と、前記エンドレスベルト基材の内周面に接触して前記エンドレスベルト基材を回転駆動するローラ部材と、前記ローラ部材両側の前記リブ部材に対向する位置に設けられ前記リブ部材に接触して前記リブ部材を支持するサポート部材とを設けるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のベルト装置によれば、エンドレスベルト基材を張架するローラ部材の径を小さくし且つエンドレスベルト基材の巻き付け角を小さくした場合でも、リブ部材の継ぎ目がローラ部材を通過するときの、エンドレスベルト基材のベルト搬送速度の変動を小さく出来、転写時のトナー像の乱れを防止出来る。従って画質を損なうことなく、小型のベルト装置更には画像形成装置の実用化を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、エンドレスベルト基材の横ズレを防止するリブ部材を、サポート部材で支持して、リブ部材の継ぎ目位置のベルト搬送速度の変動を小さくする。
【実施例】
【００１１】
以下本発明の実施例について図１乃至図５を用いて説明する。図１はこの発明の実施例であり画像形成装置である４連タンデム方式のカラー複写機の画像形成部７を示す概略構成図である。画像形成部７は、ベルト装置であるベルトユニット８を構成するエンドレスベルトである中間転写ベルト１０の下側に沿って並列配置されるイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４組の画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋを備える。
【００１２】
各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、それぞれ像担持体である感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋを有している。
【００１３】
各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋは、それぞれ感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ周囲に、その矢印ｍ方向の回転方向に沿って帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ、及び感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋを配置してなっている。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ周囲の帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋから現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋにいたる間には、レーザ露光装置１７により露光々が照射される。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ周囲の帯電チャージャ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、レーザ露光装置１７、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋ及び、感光体クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋはトナー像形成部材を構成する。
【００１４】
ベルトユニット８の中間転写ベルト１０が感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに対向する１次転写位置には、１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋにより１次転写電圧が印可され、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上のトナー像は中間転写ベルト１０に１次転写される。中間転写ベルト１０はベルトユニット８を構成するローラ部材である、駆動ローラ２０、対向ローラ２１及び、第1〜第４のテンションローラ２２〜２５により張架される。第1〜第４のテンションローラ２２〜２５の直径は約１２ｍｍであり、第1のテンションローラ２２における中間転写ベルト１０の巻き付け角は、５７．３°と成っている。
【００１５】
中間転写ベルト１０の対向ローラ２１により支持される２次転写位置には、２次転写ローラ２７が対向配置される。２次転写位置にあっては、記録媒体であるシート紙Ｐを介して２次転写ローラ２７により２次転写電圧が印加され、中間転写ベルト１０上のトナー像はシート紙Ｐに２次転写される。１次転写ローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ及び１８Ｋと２次転写ローラ２７は、中間転写ベルト１０と共に転写部材を構成する。中間転写ベルト１０の２次転写ローラ２７の下流にはベルトクリーナ１０ａが設けられる。
【００１６】
次にベルトユニット８について詳述する。厚さ約０．１ｍｍのポリイミドからなるシームレスの中間転写ベルト１０の内周両側には、図２に示す様にゴム製の厚さ約１ｍｍのリブ部材である細線状のリブ２８が貼り付けられている。リブ２８は、継ぎ目に約４ｍｍのスリット２８ａを有している。継ぎ目のスリット２８ａは、中間転写ベルト１０とリブ２８との膨張率の違いにより、継ぎ目位置でリブ２８が重なるのを防止するために設けられるものである。スリット２８ａは、リブ２８の継ぎ目の両端が重ならない範囲であれば限定されず、２ｍｍ程度であっても良い。
【００１７】
ベルトユニット８において、中間転写ベルト１０の巻き付け角の小さい第1のテンションローラ２２には、その両側の、リブ２８と対抗する位置に、図３に示すサポート部材であるサポートローラ３０が設けられている。サポートローラ３０は第1のテンションローラ２２のローラシャフト２２ａに取着され、第1のテンションローラ２２と同軸且つフリーと成っている。第1のテンションローラ２２が中間転写ベルト１０を張架するのに対して、サポートローラ３０は、中間転写ベルト１０の両側のリブ２８を支持する。
【００１８】
サポートローラ３０は、
（サポートローラ３０の径）＝（第1のテンションローラ２２の径）−（リブ２８の厚み×２）
となるように形成され、本実施例にあっては、（サポートローラ３０の径）＝１２−２＝１０ｍｍと成っている。このサポートローラ３０により、リブ２８の継ぎ目の両端を支持することにより、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａが転写ベルト１０に及ぼす影響を低減するようになっている。又サポートローラ３０はローラシャフト２２ａに対してフリーであることから、リブ２８を支持する間、リブ２８に対して摩擦による負荷を生じないように成っている。従って中間転写ベルト１０は、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａが第１のテンションローラ２２位置を通過することによる、ベルト搬送速度の変動による影響を受ける恐れが無い。
【００１９】
次に作用について述べる。画像形成プロセスの開始により、スキャナやパソコン端末等から画像情報が入力されると各感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋが回転され各画像形成ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ及び１１Ｋにて、順次画像形成工程が実施される。イエロ（Ｙ）の画像形成ユニット１１Ｙでは感光体ドラム１２Ｙ表面が帯電チャージャ１３Ｙにより一様に帯電され、次いで露光位置１７Ｙにてイエロ（Ｙ）の画像情報に対応するレーザビームを照射されて静電潜像を形成される。更に感光体ドラム１２Ｙは、現像装置１８Ｙにてトナー像を形成され、矢印ｓ方向に回転される中間転写ベルト１０と接触して１次転写ローラ１８Ｙによりトナー像を中間転写ベルト１０上に１次転写する。
【００２０】
このとき第1のテンションローラ２２位置にあってはローラ径が１２ｍｍと小さく且つ第1のテンションローラ２２への中間転写ベルト１０の巻き付け角が５７．３°と鋭角である。しかしながら、第1のテンションローラ２２両側のサポートローラ３０がリブ２８を支持し、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａにおいても継ぎ目の両端を支持している。
【００２１】
従って、リブ２８の継ぎ目にスリット２８ａを設けるにも拘らず、スリット２８ａがローラ径の小さい第１のテンションローラ２２を通過する時に、中間転写ベルト１０が撓むことが無い。この結果転写ベルト１０のベルト搬送速度の遅れが大きくなるのを防止出来、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａを原因とする転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が縮小される。即ち、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａが第１のテンションローラ２２を通過する時の中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が小さく、感光体ドラム１２Ｙ上のイエロ（Ｙ）のトナー像は中間転写ベルト１０に高精度に転写される。
【００２２】
このイエロ（Ｙ）のトナー像形成プロセスと同様にして、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像形成プロセスを行う。各感光体ドラム１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１０上のイエロ（Ｙ）のトナー像が形成された同一位置に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１０上にフルカラートナー像が形成される。この時イエロ（Ｙ）のトナー像転写時と同様、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａが第１のテンションローラ２２を通過する時に、サポートローラ３０がリブ２８の継ぎ目の両端を支持する。従って各感光体ドラム１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋに形成されたトナー像は、中間転写ベルト１０の速度変動による画像の乱れを生じることなく、高精度に重ねて転写される。
【００２３】
この後中間転写ベルト１０に重ね合わされたフルカラートナー像は２次転写ローラ２７位置に達し、二次転写ローラ２７の転写バイアスにより、シート紙Ｐ上に一括２次転写される。この後シート紙Ｐは定着工程を経てトナー像を完成される。中間転写ベルト１０は、２次転写終了後、ベルトクリーナ１０ａにより残留トナーをクリーニングされる。又感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋは、トナー像を中間転写ベルト１０に１次転写した後、クリーニング装置１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ及び１６Ｋにより残留トナーを除去され、次ぎの画像形成プロセス可能とされる。
【００２４】
次に本実施例のベルトユニット８にて、中間転写ベルト１０駆動時のベルト搬送速度の変動測定試験を行うと共に、比較例としてサポートローラ３０を有しない従来のベルトユニットにより中間転写ベルト１０を駆動したときのベルト搬送速度の変動を測定した。ベルト搬送速度の変動測定にはレーザードップラー速度計を用いて、中間転写ベルト１０の搬送面を測定した。
【００２５】
図４に示すように、サポートローラ３０を設けない従来のベルトユニットでは、実線βに示すように、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａが第１のテンションローラ２２を通過するタイミング（ｔ１、ｔ２）で、中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が大きくなってしまった。これに対して本実施例のベルトユニット８では、点線αに示すように、タイミング（ｔ１、ｔ２）における中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が低減され、高精度の転写画像を得られることが判明した。
【００２６】
次に、本実施例のベルトユニット８及び従来のベルトユニット８にて、第1のテンションローラ２２における中間転写ベルト１０の巻き付け角５７．３°を保持した状態で、第１のテンションローラ２２の径を変えて、中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動測定試験を行った。この結果を図５の（表・１）に示す。○は転写が良好であり、画像乱れ無し、×は転写画像の乱れの発生を表す。（表・１）に示すように、従来のベルトユニットでは、ローラ径が２０ｍｍ以下の場合に、タイミング（ｔ１、ｔ２）における中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が大きくなり転写画像が乱れてしまった。これに比べて、本実施例のベルトユニット８では、ローラ径が２０ｍｍ〜１２ｍｍの範囲においても、タイミング（ｔ１、ｔ２）における中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動が小さく、良好な転写を得られることが判明した。
【００２７】
この実施例によれば、中間転写ベルト１０を張架する第１のテンションローラ２２の両側にて、サポートローラ３０によりリブ２８を支持し、リブ２８の継ぎ目のスリット２８ａにあっても、サポートローラ３０によりリブ２８の両端を支持している。従ってベルトユニット８を小型化するために、中間転写ベルト１０の巻き付け角を鋭角にし、且つ第１のテンションローラ２２のローラ径を小さくした場合においても、リブ２８の継ぎ目に設けられるスリット２８ａが第１のテンションローラ２２を通過する時に中間転写ベルト１０が撓むのを防止出来、中間転写ベルト１０のベルト搬送速度の変動を小さく出来る。この結果中間転写ベルト１０の速度変動による画像の乱れを生じることなく、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０に高精度に転写出来、小型且つ高画質の画像形成装置を実現可能となる。
【００２８】
尚この発明は上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変形可能であり、例えば画像形成部材の数やトナー像の色の種類等限定されないし、トナー像形成部材もタンデム方式でなく、リボルバタイプの現像装置用いて、単一の像担持体上の潜像を順次現像する等しても良い。またエンドレスベルト基材の材質や厚さ等限定されないし、またシームレスタイプでなくても良い。リブ部材も材質や厚さ等限定されず、また継ぎ目のスリットのサイズも限定されない。
【００２９】
更にローラ部材の径及びエンドレスベルト基材のローラ部材への巻き付け角等も、高精度の転写画像を得られる範囲であれば限定されない。またサポート部材の構造も任意であり、ローラ部材と一体的に形成する等しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例のカラー複写機の画像形成部を示す概略構成図。
【図２】本発明の実施例の中間転写ベルトを示す概略構成図。
【図３】本発明の実施例の中間転写ベルトを張架する第１のテンションローラ及びサポートローラを示す概略説明図。
【図４】本発明の実施例の中間転写ベルトのベルト搬送速度の変動を示すグラフ。
【図５】本発明の実施例の転写画像の画質を示す表。
【符号の説明】
【００３１】
７…画像形成部
８…ベルトユニット
１０…中間転写ベルト
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ…画像形成ユニット
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ…感光体ドラム
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ…帯電チャージャ
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ…現像装置
１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ…感光体クリーニング装置
１７…レーザ露光装置
２０…駆動ローラ
２１…対向ローラ
２２〜２５…第１〜第４のテンションローラ
２７…２次転写ローラ
２８…リブ
２８ａ…スリット
３０…サポートローラ
【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１】
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