画像形成装置
【課題】エンドレスベルトとしての中間転写ベルトや転写ベルトの端縁での亀裂発生と、その拡大を防止することを可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、張架ローラは、裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、張架ローラは、裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドレスベルトから成る中間転写体を用いて電子写真プロセスにて画像を形成する複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特にエンドレスベルトの端縁での亀裂発生と、その拡大を防止することを可能にした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置にあっては、原稿反射光等の光学的な画像情報やホストマシンからの電気的な画像情報に基づいて像担持体（感光体）上に形成した静電潜像を現像装置から供給されるトナーを用いて現像してトナー像とし、このトナー像を転写紙上に転写してから定着することにより画像形成を行っている。
ところでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを用いてフルカラー画像を形成する多色画像形成装置においては、１、又は複数の像担持体上に形成した異なった色のトナー像を中間転写ベルト上に順次重ねて転写することによって重ねトナー像を形成し、その後中間転写ベルト上の重ねトナー像を転写紙上に二次転写する方式を採るのが一般的である。
また、像担持体上のトナー像を転写紙上に転写する際に、転写紙を転写位置まで搬送する転写ベルトを備えた画像形成装置も知られている。
【０００３】
これらの中間転写ベルト、転写ベルトは、何れもエンドレスベルトを張架ローラによって張設して走行させるための構成を備えている。
この種のエンドレスベルトにおいてはその走行がスムーズで、安定していることが形成される画質を高める上で重要である。例えば、エンドレスベルトが僅かでも幅方向へ偏位したり、蛇行を起こす場合には、画質の劣化を回避することができない。
このため、図４のベルト端部支持構造の説明図に示すように、エンドレスベルトとしての中間転写ベルト（転写ベルト）１００の幅方向端縁の裏面に沿って蛇行防止用ガイド部材１０１を設け、このガイド部材１０１の内側端部を張架ローラ１１０の端部（段差部）１１０ａに突き当てることで蛇行を防止している。つまり、ベルト１００に発生する幅方向（軸方向）内側への偏位力を、ベルト端部の裏面に設けた突起状のガイド部材１０１を張架ローラ端部で受けることにより解消して寄りを防止している。
図４においてベルトが幅方向内側（左方）に寄った場合、ガイド部材１０１とローラ端部１１０ａとはＡ部で接触し、寄り力によりガイド部材１０１は張架ローラ１１０の周面に乗り上げる力を受ける。従って、ベルトのＡ部に集中的に力が掛かることになる。ガイド部材１０１はローラ１１０に巻き付いているときにこの力を受け、離れると力が解放されるが、Ａ部に繰り返しかかるこの力により発生する負荷は大きく、ベルト１００はＡ部を起点に亀裂が発生しやすくなる。つまり、ベルト１００はガイド部材端部Ａを中心に力を受け、ベルトがローラ周面に若干乗り上げ状態になったり、ローラから離れると寄り力は解消されるため、寄り力とその解放の繰り返しが行われることでベルトに亀裂が生じやすくなる。
【０００４】
図５の他の従来例の構成図に示すようにガイド部材１０１にかかる力により生じるベルトの亀裂を防止するために、ベルト１００の幅方向端縁の裏面に裏面側補強部材（補強テープ）１０５を設け、裏面側補強部材１０５の面上にガイド部材１０１を配置している。しかし、裏面側補強部材１０５をベルト端部裏面に設けることで、ローラへの巻き付き時に補強テープ部分はその厚み分だけベルト周長が短くなるのと同等の効果をもたらすため、ベルト搬送速度が部分的に異なることでベルト１００に変形を生じさせる。その対策として、図示するように裏面側補強部材１０５の厚みに対応してローラ１１０の端部径を細くして段差部１１１を設けることにより補強部材の厚みによる影響の解消を図っている。しかし、このように構成すると、ローラ段差部１１１の角部Ｂとベルト１００との摺擦によりベルトが摩耗し亀裂が発生しやすくなる。更に、ベルト亀裂は幅方向端部から発生しやすく、一旦ベルト端部に小さな亀裂が入るとローラに巻き付くことで亀裂が広がる。裏面側補強部材１０５は、ベルト端部に一旦亀裂が入ってしまうと、亀裂の広がりを防止する機能をほとんど発揮することができない。
このため、図示のようにベルト端部の表面側に表面側補強部材（補強テープ）１０６を設けることが行われる。裏面側補強部材に比して表面側補強部材の亀裂防止効果は高いが、図示のように表面側補強部材の幅が裏面側補強部材の幅よりも狭いと、補強部材外で亀裂が発生し耐久性が問題となる。
【０００５】
更に詳述すると、ベルトの亀裂を防止するための補強部材の取付け方は、ベルト特性、システムに応じて使い分けがなされており、補強部材をベルト裏面のみに設けるパターン、ベルト表面のみに設けるパターン、或いはベルトの表裏両面に設けるパターンがある。或いは、補強部材を設けずにベルト寄り制御によっているものもある。
裏面にガイド部材１０１を設けたベルト１００に装備される各種補強部材の亀裂発生防止効果は、（１）裏面側補強部材、（２）表面側補強部材（３）表裏両面に設ける補強部材、の順に高くなると考えられる。つまり、裏面側補強部材単独の場合が最も亀裂発生防止効果が低く、表裏両面に設ける場合が最大となる。
まず、（１）裏面側補強部材１０５はベルト端部が亀裂すると、張架ローラによるベルト張架時に亀裂部が広がるため、一旦亀裂が発生すると亀裂の拡大を防止する効果が少なくなる。また、裏面側補強部材を設けると、補強部材を設置した領域はテープ厚み分だけベルト周長が短くなったと同等の効果をもたらし、張架ローラ１１０と密着部する部分と浮いている部分が生じ、ベルト１００に波打が生じやすくなる。ベルト１００に波打が生じると、ベルト上にトナーパターンを形成し、このトナーパターンをセンサにより検知するときに検知不良を発生することがある。また、ベルト幅方向の各部位間の周長の違いは、ベルト走行速度差をもたらす。つまり、裏面側補強部材１０５を取り付けた部位のベルト速度は、補強部材のない部分のベルト速度よりも早くなる。その結果、ベルトは幅方向内側に寄りやすくなり、ベルトにシワが生じることとなる。
【０００６】
次に、（２）表面側補強部材１０６はベルト端部をガイド部材１０１との間でサンドイッチするため、ベルト端部に亀裂が発生しても亀裂の拡大は防止される。しかし、ガイド部材１０１の周方向端部同士の繋ぎ目を補強する部材は何もないため当該繋ぎ目に相当するベルト部分には亀裂が発生しやすい。
次に、（３）表裏両面に設ける補強部材は、ベルト１００の表裏両面を補強部材１０５、１０６によってサンドイッチする構造になるため、ベルト端部からの亀裂に対する補強効果は高い。但し、表面側補強部材１０６と裏面側補強部材１０５の幅を同等とするか、或いは表面側補強部材を裏面側補強部材よりも短くしているものが大部分であり、表面側補強部材１０６の内側端縁とベルト面との間に形成される段差部までもカバーするものはない。従って、ベルトの表裏両面に補強部材を設ける場合は、ベルト端面からの亀裂に対する亀裂防止効果は高いが、補強部材の内側の段差部より発生する亀裂に対する防止効果は少ない。
【０００７】
特許第３２１０７２５号公報には、ブレードにてベルト表面をクリーニングする画像形成装置において、ベルト端縁に沿って裏面側補強テープを設け、この補強テープに対向するローラ端部に段差を設けることが記載されている。しかし、この従来例は、ブレードクリーニングを行うためにローラ端部に段差を設けることでベルトの平面性を確保することを目的としており、段差による亀裂発生とその防止のための対策に関する記載はなく、表面側補強テープに関しての記載も存在しない。
特許第３０７９７６４号公報には、ベルトの表裏両面に夫々補強テープを設けた構成が記載されているが、表裏の各補強テープ幅は同一であり、補強テープ幅に対応した段差はローラ側に設けられていない。従って、補強テープの内側端縁とベルト面との間の段差部から発生する亀裂に対する防止効果を期待することはできない。
特開平１１−２１９０４６号公報には、表面側補強テープに関するものであるが、ベルト裏面にはガイド部材が設けられているのみであり、裏面側補強テープは設けられていない。従って、ローラには段差部は設けられていない。従って、表面側補強テープの内側端縁とベルト面との間の段差部から発生する亀裂に対する防止効果を期待することはできない。
また、上記何れの従来文献にも、亀裂発生箇所と亀裂防止要の補強テープに関する記述は存在しない。
【特許文献１】特許第３２１０７２５号公報
【特許文献２】特許第３０７９７６４号公報
【特許文献３】特開平１１−２１９０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、エンドレスベルトとしての中間転写ベルトや転写ベルトの端縁での亀裂発生と、その拡大を防止することを可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、前記エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、前記張架ローラは、前記裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、前記表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする。
これによれば、エンドレスベルトはその両端に全周にわたり補強部材と蛇行防止用ガイド部材を設け、張架ローラは補強部材と対向する領域が中央領域より小径となる段差部を備え、補強部材はエンドレスベルトの表面、裏面に設けられ、表面側補強部材幅を裏面側補強部材幅よりも広くすることでベルト亀裂を防止することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記表面側補強部材の幅は、前記張架ローラの前記段差部の幅よりも広いことを特徴とする。
ベルトの亀裂はキズ等によりベルトの幅方向端部に発生したり、ベルトの寄り力によるガイド部材端部、ローラ段差部が原因で主に発生する。表面側補強部材の幅が張架ローラ端部の段差部（小径部）よりも短いと段差部で生じる亀裂を防止することはできない。本発明では、表面側補強部材の幅は、張架ローラ端部に設けられた小径の段差部の幅よりも広いことでベルト亀裂の発生を防止する。
請求項３の発明は、請求項２において、前記表面側補強部材の幅方向内側端部は、前記張架ローラの前記段差部の角部よりも１ｍｍ以上幅方向内側に張り出していることを特徴とする。
張架ローラの端部に設けた段差部のエッジによりベルトは亀裂を発生しやすい。本発明では、段差部を１ｍｍ以上表面側補強部材がカバーすることでベルト亀裂の発生を防止する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、前記表面側補強部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部と、前記裏面側補強部材部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、前記表面側補強部材及び前記裏面側補強部材の各繋ぎ合せ部と、前記ガイド部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、前記表面側補強部材の周方向両端部は、一方の端部が他方の端部上に重なった状態で固定されており、前記裏面側補強部材の周方向両端部は、非重なり状態で近接配置されていることを特徴とする。
ベルトの亀裂はガイド部材や補強部材の周方向繋ぎ合わせ部で発生しやすい。繋ぎ合わせ部にガイド部材や補強部材が存在しない場合には、ベルトの強度が低く亀裂を発生しやすくなる。裏面側補強部材の端部同士を重ね合わせて張り合わせると、重ね合わせ部分が厚くなる。張架ローラに補強部材の厚み相当の段差を設けるとことが考えられるが、補強部材１枚相当の段差で有れば重ね合わせ部のベルトは浮き上がりベルト速度変動を生じてしまう。補強部材２枚相当の段差を設けると、ベルトの浮き上がりは生じないものの逆に内側に変形を生じさせる。内側に変形すると段差部への接触圧が高くなりベルト亀裂を発生させやすくなる。表面側補強部材はクリーニングサイドシール等摺擦部材により、常時負荷を与えられている。負荷は補強部材の端部に強く作用し補強部材のめくれ等を発生させる。
本発明では、ガイド部材、表裏の各補強部材の各繋ぎ合わせ部の周方向位置をずらすこと、裏面側補強部材の両端部は重ね合わせないこと、表面側補強部材の両端部を重ね合わせることで、ベルト亀裂発生を防止しつつ、補強部材重ね合わせによるベルト速度変化を発生させない高寿命エンドレスベルトを提供する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４において、前記表面側補強部材の周方向両端部のうち、前記エンドレスベルトの走行方向下流側の端部が上流側の端部上に重なった状態で固定されていることを特徴とする。
ベルト表面には例えばトナー像を形成し、このトナー像を転写紙上に転写する。転写紙に転写されずに残ったベルト上トナーは、ブレード等によりクリーニングされる。表面側補強部材はシステムにより異なってくるが、クリーニングブレードやクリーニングサイドシール、感光体、２次転写ローラ等に接触する。補強部材は、例えばテープであり、テープの両端部間を隙間を持って張り合わせた場合、接触部材が接触することで繋ぎ目テープ端に負荷が掛かり、補強テープ端部（繋ぎ目）はめくれあがり易くなる。
本発明では、ベルトの走行方向下流側端部を上流側端部上に重ねた状態としたので、補強部材端部のめくれの発生を防止し長寿命化を達成させることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記エンドレスベルトは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートの何れか一つから成る単層構造、又は複数の材料から成る積層構造であることを特徴とする。
中間転写ベルトに使用される、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートは弾性率が高く、ベルトの伸びが少ない為位置ズレ発生は少なく、多くの市販機に採用されている。ベルトは、一般的に弾性率は高いが亀裂が発生しやすい特性がある。つまり、引っ張り強度は高いが引き裂きや屈曲強度が弱い。従って、ベルト端面の切断面の精度を高くすること、ユニット精度を高くしてベルト寄り量を低減してガイド部材に掛かる負荷を低減させる等亀裂を発生する原因を低減させている。
本発明では、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートを用いてエンドレスベルトを構成することで亀裂の発生しない長寿命化を達成する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、エンドレスベルトはその幅方向両端に全周にわたり補強部材と蛇行防止用ガイド部材を設け、張架ローラは補強部材と対向する端部領域に中央領域よりも小径となる段差部を備え、補強部材はエンドレスベルトの表面、及び裏面に設けられ、表面側補強部材の幅を裏面側補強部材の幅よりも広くすることで、ベルトの浮き上がりをなくして搬送によるベルトシワの発生が無くなり、表裏補強テープを設けることでベルト亀裂を防止することができた。
請求項２の発明によれば、表面側補強部材は、張架ローラ端部に設けられた小径の段差部よりも幅が広いことで、ローラ端部によるベルトへの負荷によるベルト亀裂発生を防止することができた。
請求項３の発明によれば、段差部を１ｍｍ以上表面側補強部材がカバーすることで、ローラ端部によるベルト亀裂の発生を防止することができた。
【００１５】
請求項４の発明によれば、ガイド部材、表裏補強テープの繋ぎ合わせ部をずらすこと、裏面側補強部材の両端部は重ね合わせないこと、表面側補強部材の両端部は重ね合わせることで、繋ぎ合わせ部の強度が不足した部分のベルト亀裂が発生を防止することができ、裏面側補強テープを重ね合わせる必要を無くすことで、ベルト速度を変化させない長寿命エンドレスベルトを提供することができた。
請求項５の発明によれば、クリーニングブレード端部のシール等が摺擦しても補強部材端部のめくれの発生を防止し長寿命化を達成することができた。
請求項６の発明によれば、エンドレスベルトに高強度の、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートを適用することにより亀裂の発生を防止することができ長寿命化を達成することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明のエンドレスベルト支持機構を備えたカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。
このカラー画像形成装置は、エンドレスベルトである中間転写ベルト７１を有する転写ベルトユニット１０と、直線状に配置された４つの画像ステーションと、給紙カセット１（給紙部）と、書き込み装置８等を有する。
各画像ステーションには、像担持体（感光体ドラム）２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋと、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋと、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋと、クリーニング装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｋとが配置されている。トナー補給ボトル９は、図中左からイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）トナーの順で配置されており、図示しないトナー搬送機構により所定の補給量が各現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋに供給される。
プリント信号により転写紙２が給紙カセット１より給紙ローラ３によって送り出され、転写紙２の先端がレジストローラ４まで送られる。送られた転写紙はセンサにより検知されジャムの有無が判定される。画像信号に合わせてレジストローラから転写紙は転写位置まで送られる。
【００１７】
一方、プリント信号に応じて帯電装置３０により一様に帯電された像担持体２０には、書き込み装置８により画像信号に対応した静電潜像が形成される。各静電潜像は、静電潜像に対応した色のトナーを収容した現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋにより現像が行われトナー画像が形成される。
各像担持体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋ上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋから印加される転写電圧により、中間転写ベルト７１上に順次転写され重ねトナー像が形成される。
中間転写ベルト７１上に形成された重ねトナー像は、２次転写ローラ５の位置まで搬送され、２次転写ローラ５と対向ローラ１６間に印加される転写電界により転写紙２上に転写され、重ねトナー像が転写紙上に形成される。
重ねトナー像が形成された転写紙２は定着装置６に搬送され、トナー像が定着されて排紙ローラ７で排紙トレイ上に排紙される。
各像担持体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋ上に残留するトナーは各々のクリーニング装置により除去され、直流に交流が重畳された帯電装置により除電と同時に帯電が行われ、次の作像に備える。
中間転写ベルト７１上に残留するトナーは中間転写ベルトクリーニング装置１３により除去される。
帯電している中間転写ベルト７１は、回転しながら自然放電と、接地された中間転写ベルトクリーニング対向ローラ１５との接触により減衰が行われ、次の工程に備える。
【００１８】
次に、中間転写ベルトの幅方向端縁に発生するベルト亀裂に関して説明を行う。
図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るエンドレスベルト支持機構の要部構成を示す正面縦断面図、及び右側面図である。
このエンドレスベルト支持機構は、エンドレスベルトとしての中間転写ベルト７１を張架ローラ６０（図１中のローラ１５、１６等に相当）によって張架する際の幅方向（軸方向）端部の構成に係るものである。
中間転写ベルト７１の幅方向両端縁のほぼ全周にわたって、ベルト端縁の表面に沿った表面側補強テープ（表面側補強部材）７２と、ベルト端縁の裏面に沿った裏面側補強テープ（裏面側補強部材）７３と、裏面側補強テープ面に固定された蛇行防止用のガイド部材７４と、が設けられている。張架ローラ６０は、裏面側補強テープ７３と対向する軸方向端部領域に、軸方向中央領域よりも小径の段差部６１を備える。
段差部６１の高さ寸法（径寸法差）は裏面側補強テープ７３の厚みよりも大きく設定される。裏面側補強テープの厚みよりも段差部の高さが小さいと、裏面側補強テープが設けられたベルト部分は周長が部分的に短くなったと同等となり、その部分だけ速度が速くなりベルト走行性が悪く波打が発生しやすくなる。一方、段差部６１の高さ寸法が裏面側補強テープ厚みよりも過剰に大きいと、段差部６１と対向するベルト部分は張架ローラ側に陥没、折れを起こし、局所的な負荷が掛かりベルト亀裂が発生しやすくなる。
【００１９】
本発明の一つの特徴的な構成は、表面側補強テープ７２の幅寸法Ｗ１を、裏面側補強テープ７３の幅Ｗ２よりも広くした点にある。このように表面側補強テープ幅Ｗ１を裏面側補強テープ幅Ｗ２よりも広くすることで、ベルト７１の浮き上がりが防止されて搬送時のベルトシワの発生が無くなるばかりでなく、表面側補強テープ７２を設けることでベルトの亀裂発生を防止することができる。
表面側補強テープ７２を設けることで、ガイド部材７４に掛かる負荷に対しては補強効果が高くなり亀裂が発生しにくくなる。
更に、表面側補強テープ７２の幅Ｗ１を、張架ローラ６０の軸方向端部に設けられた小径の段差部６１の幅Ｗ３よりも広くすることで、張架ローラ端部によるベルトへの負荷によるベルト亀裂発生を防止することができる。
特に、表面側補強テープ７２の内側端縁の位置が、段差部６１の角部６１ａよりも１ｍｍ以上内側に位置するように張り出した構成とすることにより、ローラ端部によるベルト亀裂の発生をより効果的に防止することができる。
【００２０】
次に、図２（ａ）に示したエンドレスベルト支持機構の構成と併せて、或いは当該構成とは別に、図２（ｂ）に示した構成を採用することにより優れた効果をえることができる。
即ち、図２（ｂ）に示したエンドレス支持機構は、表面側補強テープ７２の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７２ａの周方向位置と、裏面側補強テープ７３の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７３ａの周方向位置をずらせた構成と、更に各繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａとガイド部材７４の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７４ａとの周方向位置をずらせた（離間配置した）構成とが夫々特徴的である。
各補強テープ７２、７３、及びガイド部材７４は、ベルト側の取付け面の周長に沿って接着することにより取り付けられるため、各テープ、及びガイド部材の両端部は近接してベルト面に固定されるのが一般的である。各繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａ、７４ａに相当するベルト部分は支持強度が低下するため、亀裂が発生し易くなっている。
本発明では、張架ローラ６０と干渉することがない表面側補強テープ７２の周方向両端部を重ねて（オーバーラップさせて）接合する一方で、張架ローラ６０と接する（干渉する）裏面側補強テープ７３、及びガイド部材７４については周方向端部同士が重なることがないように近接配置される。
【００２１】
このように表裏の補強テープ７２、７３の繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａの周方向位置をずらしたり、表裏の補強テープ７２、７３の繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａとガイド部材７４の繋ぎ合せ部７４ａの周方向位置をずらすことにより、各繋ぎ合せ部が位置するベルト面の強度不足に起因した亀裂発生を防止できる。更に、同時にベルト速度変化させない高寿命エンドレスベルトを提供することができる。
特に、周方向端部同士を重ね合わせることによって不具合が発生しない表面側補強テープ７２については、一方の端部を他方の端部上に重ね合わせることにより、ベルト強度の低下を補うことが可能となる。
表面側補強テープ７２の端部同士を重ねて接合する場合には、図２（ｂ）におけるベルト７１の走行方向を右方向とした場合に、走行方向下流側（右側）の端部が上流側（左側）の端部の上に重なるように構成することが好ましい。走行方向下流側の端部を上流側の端部の下側に配置すると、走行方向との関係で上流側端部が剥離し易くなるからである。即ち、中間転写ベルト面を図示しないクリーニングブレード（図１中のクリーニング装置１３）の先端縁と摺接させることにより付着したトナーをクリーニングする構成を採用する場合に、クリーニングブレードの両端部に連設されるトナー漏れ防止用のシール部材が表面側補強テープの繋ぎ合せ部７２ａに摺擦するが、その場合においてもテープ端部のめくれが防止され、長寿命化することができる。
更に、本発明では、中間転写ベルト７１の材質として、高強度の、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネート等を選定することにより、亀裂の発生を防止することができ、高寿命化を達成することができた。
【００２２】
図３に示した表は本発明の実施例と比較例とを示す。この表の内容について以下詳細に説明する。
［実施例１］
実施例１に係る中間転写ベルト、ガイド部材、及び補強テープは、次のような構成を備える。
中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ
ガイド部材・・・材料：ポリウレタン、幅：５．０ｍｍ、厚み：０．７ｍｍ、周方向端部間のギャップ：２ｍｍ
補強テープ（表裏共通）・・・材料：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、厚み：０．０２５ｍｍ（基層）、裏面側補強テープの周方向端部間のギャップ：２ｍｍ、表面側補強テープの周方向両端部：順方向１０ｍｍの重ね合わせで貼付。
なお、裏面側補強テープ幅は８ｍｍ、ガイド部材がローラ端部に付き当たった状態で段差部と裏面側補強テープとの距離は０．５ｍｍを確保し、裏面側補強テープのローラ乗り上げを防止している。
表面側補強テープ幅は９．５ｍｍ、段差角部を被覆する幅は１．０ｍｍである。ベルトの幅方向への寄り量が多いほどガイド部材への負荷が大きくなるため、ベルト亀裂が発生しやすくなる。従って、ベルト寄り量を３０μｍ／ｍｍに設定した。この寄り量は狙いの１．５倍の寄り量である。
上記条件で、作像モード１ｔｏ５の間欠通紙モードで耐久評価を行ったが、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
Ａ部とはガイド部材端部、Ｂ部とは段差部であり、これらを起点に亀裂の発生の有無を評価した。
【００２３】
［実施例２］
中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
【００２４】
［実施例３］
中間転写ベルト・・・材料：ポリカードネート、厚み：０．１５ｍｍ、弾性率：３２００Ｍｐａ、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
【００２５】
［比較例１］中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ、１７５Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例２］中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、１３８Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例３］中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、１３０Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例４］中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ、６８Ｋでガイド部材端相当部から亀裂が発生した。
【００２６】
なお、上記実施形態ではエンドレスベルトとして中間転写ベルトについて主に説明したが、本発明は転写位置に転写紙を吸着搬送する転写ベルト、その他のエンドレスベルトについても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のエンドレスベルト支持機構を備えたカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るエンドレスベルト支持機構の要部構成を示す正面縦断面図、及び右側面図である。
【図３】本発明の実施例と比較例とを表で示す図である。
【図４】従来のベルト端部支持構造の説明図である。
【図５】他の従来例の構成説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…給紙カセット、２…転写紙、３…給紙ローラ、４…レジストローラ、５…１次転写ローラ、６…定着装置、７…排紙ローラ、８…装置、９…トナー補給ボトル、１０…転写ベルトユニット、１２…２次転写ローラ、１３…クリーニング装置、１５、１６…張架ローラ、２０…像担持体、３０…帯電装置、４０…クリーニング装置、５０…現像装置、６０…張架ローラ、６１…段差部、６１ａ…角部、７１…中間転写ベルト、７２…表面側補強テープ、７３…裏面側補強テープ、７４…ガイド部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドレスベルトから成る中間転写体を用いて電子写真プロセスにて画像を形成する複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関し、特にエンドレスベルトの端縁での亀裂発生と、その拡大を防止することを可能にした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置にあっては、原稿反射光等の光学的な画像情報やホストマシンからの電気的な画像情報に基づいて像担持体（感光体）上に形成した静電潜像を現像装置から供給されるトナーを用いて現像してトナー像とし、このトナー像を転写紙上に転写してから定着することにより画像形成を行っている。
ところでイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーを用いてフルカラー画像を形成する多色画像形成装置においては、１、又は複数の像担持体上に形成した異なった色のトナー像を中間転写ベルト上に順次重ねて転写することによって重ねトナー像を形成し、その後中間転写ベルト上の重ねトナー像を転写紙上に二次転写する方式を採るのが一般的である。
また、像担持体上のトナー像を転写紙上に転写する際に、転写紙を転写位置まで搬送する転写ベルトを備えた画像形成装置も知られている。
【０００３】
これらの中間転写ベルト、転写ベルトは、何れもエンドレスベルトを張架ローラによって張設して走行させるための構成を備えている。
この種のエンドレスベルトにおいてはその走行がスムーズで、安定していることが形成される画質を高める上で重要である。例えば、エンドレスベルトが僅かでも幅方向へ偏位したり、蛇行を起こす場合には、画質の劣化を回避することができない。
このため、図４のベルト端部支持構造の説明図に示すように、エンドレスベルトとしての中間転写ベルト（転写ベルト）１００の幅方向端縁の裏面に沿って蛇行防止用ガイド部材１０１を設け、このガイド部材１０１の内側端部を張架ローラ１１０の端部（段差部）１１０ａに突き当てることで蛇行を防止している。つまり、ベルト１００に発生する幅方向（軸方向）内側への偏位力を、ベルト端部の裏面に設けた突起状のガイド部材１０１を張架ローラ端部で受けることにより解消して寄りを防止している。
図４においてベルトが幅方向内側（左方）に寄った場合、ガイド部材１０１とローラ端部１１０ａとはＡ部で接触し、寄り力によりガイド部材１０１は張架ローラ１１０の周面に乗り上げる力を受ける。従って、ベルトのＡ部に集中的に力が掛かることになる。ガイド部材１０１はローラ１１０に巻き付いているときにこの力を受け、離れると力が解放されるが、Ａ部に繰り返しかかるこの力により発生する負荷は大きく、ベルト１００はＡ部を起点に亀裂が発生しやすくなる。つまり、ベルト１００はガイド部材端部Ａを中心に力を受け、ベルトがローラ周面に若干乗り上げ状態になったり、ローラから離れると寄り力は解消されるため、寄り力とその解放の繰り返しが行われることでベルトに亀裂が生じやすくなる。
【０００４】
図５の他の従来例の構成図に示すようにガイド部材１０１にかかる力により生じるベルトの亀裂を防止するために、ベルト１００の幅方向端縁の裏面に裏面側補強部材（補強テープ）１０５を設け、裏面側補強部材１０５の面上にガイド部材１０１を配置している。しかし、裏面側補強部材１０５をベルト端部裏面に設けることで、ローラへの巻き付き時に補強テープ部分はその厚み分だけベルト周長が短くなるのと同等の効果をもたらすため、ベルト搬送速度が部分的に異なることでベルト１００に変形を生じさせる。その対策として、図示するように裏面側補強部材１０５の厚みに対応してローラ１１０の端部径を細くして段差部１１１を設けることにより補強部材の厚みによる影響の解消を図っている。しかし、このように構成すると、ローラ段差部１１１の角部Ｂとベルト１００との摺擦によりベルトが摩耗し亀裂が発生しやすくなる。更に、ベルト亀裂は幅方向端部から発生しやすく、一旦ベルト端部に小さな亀裂が入るとローラに巻き付くことで亀裂が広がる。裏面側補強部材１０５は、ベルト端部に一旦亀裂が入ってしまうと、亀裂の広がりを防止する機能をほとんど発揮することができない。
このため、図示のようにベルト端部の表面側に表面側補強部材（補強テープ）１０６を設けることが行われる。裏面側補強部材に比して表面側補強部材の亀裂防止効果は高いが、図示のように表面側補強部材の幅が裏面側補強部材の幅よりも狭いと、補強部材外で亀裂が発生し耐久性が問題となる。
【０００５】
更に詳述すると、ベルトの亀裂を防止するための補強部材の取付け方は、ベルト特性、システムに応じて使い分けがなされており、補強部材をベルト裏面のみに設けるパターン、ベルト表面のみに設けるパターン、或いはベルトの表裏両面に設けるパターンがある。或いは、補強部材を設けずにベルト寄り制御によっているものもある。
裏面にガイド部材１０１を設けたベルト１００に装備される各種補強部材の亀裂発生防止効果は、（１）裏面側補強部材、（２）表面側補強部材（３）表裏両面に設ける補強部材、の順に高くなると考えられる。つまり、裏面側補強部材単独の場合が最も亀裂発生防止効果が低く、表裏両面に設ける場合が最大となる。
まず、（１）裏面側補強部材１０５はベルト端部が亀裂すると、張架ローラによるベルト張架時に亀裂部が広がるため、一旦亀裂が発生すると亀裂の拡大を防止する効果が少なくなる。また、裏面側補強部材を設けると、補強部材を設置した領域はテープ厚み分だけベルト周長が短くなったと同等の効果をもたらし、張架ローラ１１０と密着部する部分と浮いている部分が生じ、ベルト１００に波打が生じやすくなる。ベルト１００に波打が生じると、ベルト上にトナーパターンを形成し、このトナーパターンをセンサにより検知するときに検知不良を発生することがある。また、ベルト幅方向の各部位間の周長の違いは、ベルト走行速度差をもたらす。つまり、裏面側補強部材１０５を取り付けた部位のベルト速度は、補強部材のない部分のベルト速度よりも早くなる。その結果、ベルトは幅方向内側に寄りやすくなり、ベルトにシワが生じることとなる。
【０００６】
次に、（２）表面側補強部材１０６はベルト端部をガイド部材１０１との間でサンドイッチするため、ベルト端部に亀裂が発生しても亀裂の拡大は防止される。しかし、ガイド部材１０１の周方向端部同士の繋ぎ目を補強する部材は何もないため当該繋ぎ目に相当するベルト部分には亀裂が発生しやすい。
次に、（３）表裏両面に設ける補強部材は、ベルト１００の表裏両面を補強部材１０５、１０６によってサンドイッチする構造になるため、ベルト端部からの亀裂に対する補強効果は高い。但し、表面側補強部材１０６と裏面側補強部材１０５の幅を同等とするか、或いは表面側補強部材を裏面側補強部材よりも短くしているものが大部分であり、表面側補強部材１０６の内側端縁とベルト面との間に形成される段差部までもカバーするものはない。従って、ベルトの表裏両面に補強部材を設ける場合は、ベルト端面からの亀裂に対する亀裂防止効果は高いが、補強部材の内側の段差部より発生する亀裂に対する防止効果は少ない。
【０００７】
特許第３２１０７２５号公報には、ブレードにてベルト表面をクリーニングする画像形成装置において、ベルト端縁に沿って裏面側補強テープを設け、この補強テープに対向するローラ端部に段差を設けることが記載されている。しかし、この従来例は、ブレードクリーニングを行うためにローラ端部に段差を設けることでベルトの平面性を確保することを目的としており、段差による亀裂発生とその防止のための対策に関する記載はなく、表面側補強テープに関しての記載も存在しない。
特許第３０７９７６４号公報には、ベルトの表裏両面に夫々補強テープを設けた構成が記載されているが、表裏の各補強テープ幅は同一であり、補強テープ幅に対応した段差はローラ側に設けられていない。従って、補強テープの内側端縁とベルト面との間の段差部から発生する亀裂に対する防止効果を期待することはできない。
特開平１１−２１９０４６号公報には、表面側補強テープに関するものであるが、ベルト裏面にはガイド部材が設けられているのみであり、裏面側補強テープは設けられていない。従って、ローラには段差部は設けられていない。従って、表面側補強テープの内側端縁とベルト面との間の段差部から発生する亀裂に対する防止効果を期待することはできない。
また、上記何れの従来文献にも、亀裂発生箇所と亀裂防止要の補強テープに関する記述は存在しない。
【特許文献１】特許第３２１０７２５号公報
【特許文献２】特許第３０７９７６４号公報
【特許文献３】特開平１１−２１９０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、エンドレスベルトとしての中間転写ベルトや転写ベルトの端縁での亀裂発生と、その拡大を防止することを可能にした画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、前記エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、前記張架ローラは、前記裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、前記表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする。
これによれば、エンドレスベルトはその両端に全周にわたり補強部材と蛇行防止用ガイド部材を設け、張架ローラは補強部材と対向する領域が中央領域より小径となる段差部を備え、補強部材はエンドレスベルトの表面、裏面に設けられ、表面側補強部材幅を裏面側補強部材幅よりも広くすることでベルト亀裂を防止することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記表面側補強部材の幅は、前記張架ローラの前記段差部の幅よりも広いことを特徴とする。
ベルトの亀裂はキズ等によりベルトの幅方向端部に発生したり、ベルトの寄り力によるガイド部材端部、ローラ段差部が原因で主に発生する。表面側補強部材の幅が張架ローラ端部の段差部（小径部）よりも短いと段差部で生じる亀裂を防止することはできない。本発明では、表面側補強部材の幅は、張架ローラ端部に設けられた小径の段差部の幅よりも広いことでベルト亀裂の発生を防止する。
請求項３の発明は、請求項２において、前記表面側補強部材の幅方向内側端部は、前記張架ローラの前記段差部の角部よりも１ｍｍ以上幅方向内側に張り出していることを特徴とする。
張架ローラの端部に設けた段差部のエッジによりベルトは亀裂を発生しやすい。本発明では、段差部を１ｍｍ以上表面側補強部材がカバーすることでベルト亀裂の発生を防止する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか一項において、前記表面側補強部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部と、前記裏面側補強部材部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、前記表面側補強部材及び前記裏面側補強部材の各繋ぎ合せ部と、前記ガイド部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、前記表面側補強部材の周方向両端部は、一方の端部が他方の端部上に重なった状態で固定されており、前記裏面側補強部材の周方向両端部は、非重なり状態で近接配置されていることを特徴とする。
ベルトの亀裂はガイド部材や補強部材の周方向繋ぎ合わせ部で発生しやすい。繋ぎ合わせ部にガイド部材や補強部材が存在しない場合には、ベルトの強度が低く亀裂を発生しやすくなる。裏面側補強部材の端部同士を重ね合わせて張り合わせると、重ね合わせ部分が厚くなる。張架ローラに補強部材の厚み相当の段差を設けるとことが考えられるが、補強部材１枚相当の段差で有れば重ね合わせ部のベルトは浮き上がりベルト速度変動を生じてしまう。補強部材２枚相当の段差を設けると、ベルトの浮き上がりは生じないものの逆に内側に変形を生じさせる。内側に変形すると段差部への接触圧が高くなりベルト亀裂を発生させやすくなる。表面側補強部材はクリーニングサイドシール等摺擦部材により、常時負荷を与えられている。負荷は補強部材の端部に強く作用し補強部材のめくれ等を発生させる。
本発明では、ガイド部材、表裏の各補強部材の各繋ぎ合わせ部の周方向位置をずらすこと、裏面側補強部材の両端部は重ね合わせないこと、表面側補強部材の両端部を重ね合わせることで、ベルト亀裂発生を防止しつつ、補強部材重ね合わせによるベルト速度変化を発生させない高寿命エンドレスベルトを提供する。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４において、前記表面側補強部材の周方向両端部のうち、前記エンドレスベルトの走行方向下流側の端部が上流側の端部上に重なった状態で固定されていることを特徴とする。
ベルト表面には例えばトナー像を形成し、このトナー像を転写紙上に転写する。転写紙に転写されずに残ったベルト上トナーは、ブレード等によりクリーニングされる。表面側補強部材はシステムにより異なってくるが、クリーニングブレードやクリーニングサイドシール、感光体、２次転写ローラ等に接触する。補強部材は、例えばテープであり、テープの両端部間を隙間を持って張り合わせた場合、接触部材が接触することで繋ぎ目テープ端に負荷が掛かり、補強テープ端部（繋ぎ目）はめくれあがり易くなる。
本発明では、ベルトの走行方向下流側端部を上流側端部上に重ねた状態としたので、補強部材端部のめくれの発生を防止し長寿命化を達成させることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、前記エンドレスベルトは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートの何れか一つから成る単層構造、又は複数の材料から成る積層構造であることを特徴とする。
中間転写ベルトに使用される、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートは弾性率が高く、ベルトの伸びが少ない為位置ズレ発生は少なく、多くの市販機に採用されている。ベルトは、一般的に弾性率は高いが亀裂が発生しやすい特性がある。つまり、引っ張り強度は高いが引き裂きや屈曲強度が弱い。従って、ベルト端面の切断面の精度を高くすること、ユニット精度を高くしてベルト寄り量を低減してガイド部材に掛かる負荷を低減させる等亀裂を発生する原因を低減させている。
本発明では、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートを用いてエンドレスベルトを構成することで亀裂の発生しない長寿命化を達成する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、エンドレスベルトはその幅方向両端に全周にわたり補強部材と蛇行防止用ガイド部材を設け、張架ローラは補強部材と対向する端部領域に中央領域よりも小径となる段差部を備え、補強部材はエンドレスベルトの表面、及び裏面に設けられ、表面側補強部材の幅を裏面側補強部材の幅よりも広くすることで、ベルトの浮き上がりをなくして搬送によるベルトシワの発生が無くなり、表裏補強テープを設けることでベルト亀裂を防止することができた。
請求項２の発明によれば、表面側補強部材は、張架ローラ端部に設けられた小径の段差部よりも幅が広いことで、ローラ端部によるベルトへの負荷によるベルト亀裂発生を防止することができた。
請求項３の発明によれば、段差部を１ｍｍ以上表面側補強部材がカバーすることで、ローラ端部によるベルト亀裂の発生を防止することができた。
【００１５】
請求項４の発明によれば、ガイド部材、表裏補強テープの繋ぎ合わせ部をずらすこと、裏面側補強部材の両端部は重ね合わせないこと、表面側補強部材の両端部は重ね合わせることで、繋ぎ合わせ部の強度が不足した部分のベルト亀裂が発生を防止することができ、裏面側補強テープを重ね合わせる必要を無くすことで、ベルト速度を変化させない長寿命エンドレスベルトを提供することができた。
請求項５の発明によれば、クリーニングブレード端部のシール等が摺擦しても補強部材端部のめくれの発生を防止し長寿命化を達成することができた。
請求項６の発明によれば、エンドレスベルトに高強度の、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートを適用することにより亀裂の発生を防止することができ長寿命化を達成することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明のエンドレスベルト支持機構を備えたカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。
このカラー画像形成装置は、エンドレスベルトである中間転写ベルト７１を有する転写ベルトユニット１０と、直線状に配置された４つの画像ステーションと、給紙カセット１（給紙部）と、書き込み装置８等を有する。
各画像ステーションには、像担持体（感光体ドラム）２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋと、帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｋと、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋと、クリーニング装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｋとが配置されている。トナー補給ボトル９は、図中左からイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）トナーの順で配置されており、図示しないトナー搬送機構により所定の補給量が各現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋに供給される。
プリント信号により転写紙２が給紙カセット１より給紙ローラ３によって送り出され、転写紙２の先端がレジストローラ４まで送られる。送られた転写紙はセンサにより検知されジャムの有無が判定される。画像信号に合わせてレジストローラから転写紙は転写位置まで送られる。
【００１７】
一方、プリント信号に応じて帯電装置３０により一様に帯電された像担持体２０には、書き込み装置８により画像信号に対応した静電潜像が形成される。各静電潜像は、静電潜像に対応した色のトナーを収容した現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｋにより現像が行われトナー画像が形成される。
各像担持体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋ上に形成されたトナー像は、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋから印加される転写電圧により、中間転写ベルト７１上に順次転写され重ねトナー像が形成される。
中間転写ベルト７１上に形成された重ねトナー像は、２次転写ローラ５の位置まで搬送され、２次転写ローラ５と対向ローラ１６間に印加される転写電界により転写紙２上に転写され、重ねトナー像が転写紙上に形成される。
重ねトナー像が形成された転写紙２は定着装置６に搬送され、トナー像が定着されて排紙ローラ７で排紙トレイ上に排紙される。
各像担持体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋ上に残留するトナーは各々のクリーニング装置により除去され、直流に交流が重畳された帯電装置により除電と同時に帯電が行われ、次の作像に備える。
中間転写ベルト７１上に残留するトナーは中間転写ベルトクリーニング装置１３により除去される。
帯電している中間転写ベルト７１は、回転しながら自然放電と、接地された中間転写ベルトクリーニング対向ローラ１５との接触により減衰が行われ、次の工程に備える。
【００１８】
次に、中間転写ベルトの幅方向端縁に発生するベルト亀裂に関して説明を行う。
図２（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るエンドレスベルト支持機構の要部構成を示す正面縦断面図、及び右側面図である。
このエンドレスベルト支持機構は、エンドレスベルトとしての中間転写ベルト７１を張架ローラ６０（図１中のローラ１５、１６等に相当）によって張架する際の幅方向（軸方向）端部の構成に係るものである。
中間転写ベルト７１の幅方向両端縁のほぼ全周にわたって、ベルト端縁の表面に沿った表面側補強テープ（表面側補強部材）７２と、ベルト端縁の裏面に沿った裏面側補強テープ（裏面側補強部材）７３と、裏面側補強テープ面に固定された蛇行防止用のガイド部材７４と、が設けられている。張架ローラ６０は、裏面側補強テープ７３と対向する軸方向端部領域に、軸方向中央領域よりも小径の段差部６１を備える。
段差部６１の高さ寸法（径寸法差）は裏面側補強テープ７３の厚みよりも大きく設定される。裏面側補強テープの厚みよりも段差部の高さが小さいと、裏面側補強テープが設けられたベルト部分は周長が部分的に短くなったと同等となり、その部分だけ速度が速くなりベルト走行性が悪く波打が発生しやすくなる。一方、段差部６１の高さ寸法が裏面側補強テープ厚みよりも過剰に大きいと、段差部６１と対向するベルト部分は張架ローラ側に陥没、折れを起こし、局所的な負荷が掛かりベルト亀裂が発生しやすくなる。
【００１９】
本発明の一つの特徴的な構成は、表面側補強テープ７２の幅寸法Ｗ１を、裏面側補強テープ７３の幅Ｗ２よりも広くした点にある。このように表面側補強テープ幅Ｗ１を裏面側補強テープ幅Ｗ２よりも広くすることで、ベルト７１の浮き上がりが防止されて搬送時のベルトシワの発生が無くなるばかりでなく、表面側補強テープ７２を設けることでベルトの亀裂発生を防止することができる。
表面側補強テープ７２を設けることで、ガイド部材７４に掛かる負荷に対しては補強効果が高くなり亀裂が発生しにくくなる。
更に、表面側補強テープ７２の幅Ｗ１を、張架ローラ６０の軸方向端部に設けられた小径の段差部６１の幅Ｗ３よりも広くすることで、張架ローラ端部によるベルトへの負荷によるベルト亀裂発生を防止することができる。
特に、表面側補強テープ７２の内側端縁の位置が、段差部６１の角部６１ａよりも１ｍｍ以上内側に位置するように張り出した構成とすることにより、ローラ端部によるベルト亀裂の発生をより効果的に防止することができる。
【００２０】
次に、図２（ａ）に示したエンドレスベルト支持機構の構成と併せて、或いは当該構成とは別に、図２（ｂ）に示した構成を採用することにより優れた効果をえることができる。
即ち、図２（ｂ）に示したエンドレス支持機構は、表面側補強テープ７２の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７２ａの周方向位置と、裏面側補強テープ７３の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７３ａの周方向位置をずらせた構成と、更に各繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａとガイド部材７４の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部７４ａとの周方向位置をずらせた（離間配置した）構成とが夫々特徴的である。
各補強テープ７２、７３、及びガイド部材７４は、ベルト側の取付け面の周長に沿って接着することにより取り付けられるため、各テープ、及びガイド部材の両端部は近接してベルト面に固定されるのが一般的である。各繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａ、７４ａに相当するベルト部分は支持強度が低下するため、亀裂が発生し易くなっている。
本発明では、張架ローラ６０と干渉することがない表面側補強テープ７２の周方向両端部を重ねて（オーバーラップさせて）接合する一方で、張架ローラ６０と接する（干渉する）裏面側補強テープ７３、及びガイド部材７４については周方向端部同士が重なることがないように近接配置される。
【００２１】
このように表裏の補強テープ７２、７３の繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａの周方向位置をずらしたり、表裏の補強テープ７２、７３の繋ぎ合せ部７２ａ、７３ａとガイド部材７４の繋ぎ合せ部７４ａの周方向位置をずらすことにより、各繋ぎ合せ部が位置するベルト面の強度不足に起因した亀裂発生を防止できる。更に、同時にベルト速度変化させない高寿命エンドレスベルトを提供することができる。
特に、周方向端部同士を重ね合わせることによって不具合が発生しない表面側補強テープ７２については、一方の端部を他方の端部上に重ね合わせることにより、ベルト強度の低下を補うことが可能となる。
表面側補強テープ７２の端部同士を重ねて接合する場合には、図２（ｂ）におけるベルト７１の走行方向を右方向とした場合に、走行方向下流側（右側）の端部が上流側（左側）の端部の上に重なるように構成することが好ましい。走行方向下流側の端部を上流側の端部の下側に配置すると、走行方向との関係で上流側端部が剥離し易くなるからである。即ち、中間転写ベルト面を図示しないクリーニングブレード（図１中のクリーニング装置１３）の先端縁と摺接させることにより付着したトナーをクリーニングする構成を採用する場合に、クリーニングブレードの両端部に連設されるトナー漏れ防止用のシール部材が表面側補強テープの繋ぎ合せ部７２ａに摺擦するが、その場合においてもテープ端部のめくれが防止され、長寿命化することができる。
更に、本発明では、中間転写ベルト７１の材質として、高強度の、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネート等を選定することにより、亀裂の発生を防止することができ、高寿命化を達成することができた。
【００２２】
図３に示した表は本発明の実施例と比較例とを示す。この表の内容について以下詳細に説明する。
［実施例１］
実施例１に係る中間転写ベルト、ガイド部材、及び補強テープは、次のような構成を備える。
中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ
ガイド部材・・・材料：ポリウレタン、幅：５．０ｍｍ、厚み：０．７ｍｍ、周方向端部間のギャップ：２ｍｍ
補強テープ（表裏共通）・・・材料：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、厚み：０．０２５ｍｍ（基層）、裏面側補強テープの周方向端部間のギャップ：２ｍｍ、表面側補強テープの周方向両端部：順方向１０ｍｍの重ね合わせで貼付。
なお、裏面側補強テープ幅は８ｍｍ、ガイド部材がローラ端部に付き当たった状態で段差部と裏面側補強テープとの距離は０．５ｍｍを確保し、裏面側補強テープのローラ乗り上げを防止している。
表面側補強テープ幅は９．５ｍｍ、段差角部を被覆する幅は１．０ｍｍである。ベルトの幅方向への寄り量が多いほどガイド部材への負荷が大きくなるため、ベルト亀裂が発生しやすくなる。従って、ベルト寄り量を３０μｍ／ｍｍに設定した。この寄り量は狙いの１．５倍の寄り量である。
上記条件で、作像モード１ｔｏ５の間欠通紙モードで耐久評価を行ったが、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
Ａ部とはガイド部材端部、Ｂ部とは段差部であり、これらを起点に亀裂の発生の有無を評価した。
【００２３】
［実施例２］
中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
【００２４】
［実施例３］
中間転写ベルト・・・材料：ポリカードネート、厚み：０．１５ｍｍ、弾性率：３２００Ｍｐａ、中間転写ベルト耐久仕様、２００Ｋ枚で亀裂が発生しなかった。
【００２５】
［比較例１］中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ、１７５Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例２］中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、１３８Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例３］中間転写ベルト・・・材料：ポリアミドイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４８００Ｍｐａ、１３０Ｋで段差対応部から亀裂が発生した。
［比較例４］中間転写ベルト・・・材料：ポリイミド、厚み：０．０８ｍｍ、弾性率：４５００Ｍｐａ、６８Ｋでガイド部材端相当部から亀裂が発生した。
【００２６】
なお、上記実施形態ではエンドレスベルトとして中間転写ベルトについて主に説明したが、本発明は転写位置に転写紙を吸着搬送する転写ベルト、その他のエンドレスベルトについても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のエンドレスベルト支持機構を備えたカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るエンドレスベルト支持機構の要部構成を示す正面縦断面図、及び右側面図である。
【図３】本発明の実施例と比較例とを表で示す図である。
【図４】従来のベルト端部支持構造の説明図である。
【図５】他の従来例の構成説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…給紙カセット、２…転写紙、３…給紙ローラ、４…レジストローラ、５…１次転写ローラ、６…定着装置、７…排紙ローラ、８…装置、９…トナー補給ボトル、１０…転写ベルトユニット、１２…２次転写ローラ、１３…クリーニング装置、１５、１６…張架ローラ、２０…像担持体、３０…帯電装置、４０…クリーニング装置、５０…現像装置、６０…張架ローラ、６１…段差部、６１ａ…角部、７１…中間転写ベルト、７２…表面側補強テープ、７３…裏面側補強テープ、７４…ガイド部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、
前記エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、
前記張架ローラは、前記裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、前記表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面側補強部材の幅は、前記張架ローラの前記段差部の幅よりも広いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面側補強部材の幅方向内側端部は、前記張架ローラの前記段差部の角部よりも１ｍｍ以上幅方向内側に張り出していることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表面側補強部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部と、前記裏面側補強部材部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、
前記表面側補強部材及び前記裏面側補強部材の各繋ぎ合せ部と、前記ガイド部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、
前記表面側補強部材の周方向両端部は、一方の端部が他方の端部上に重なった状態で固定されており、
前記裏面側補強部材の周方向両端部は、非重なり状態で近接配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記表面側補強部材の周方向両端部のうち、前記エンドレスベルトの走行方向下流側の端部が上流側の端部上に重なった状態で固定されてい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】
前記エンドレスベルトは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートの何れか一つから成る単層構造、又は複数の材料から成る積層構造であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、複数の張架ローラに張架されて前記像担持体から転写されたトナー像、又は転写紙を担持して次工程まで搬送するエンドレスベルトと、を備えた画像形成装置において、
前記エンドレスベルトは、幅方向両端縁の表裏両面に夫々ほぼ全周に亘って固定した表面側補強部材及び裏面側補強部材と、該裏面側補強部材の面上にほぼ全周に亘って固定した蛇行防止用のガイド部材と、を備え、
前記張架ローラは、前記裏面側補強部材と対向する軸方向端部領域に軸方向中央領域よりも小径の段差部を備え、前記表面側補強部材の幅は前記裏面側補強部材の幅よりも広いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面側補強部材の幅は、前記張架ローラの前記段差部の幅よりも広いことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面側補強部材の幅方向内側端部は、前記張架ローラの前記段差部の角部よりも１ｍｍ以上幅方向内側に張り出していることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表面側補強部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部と、前記裏面側補強部材部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、
前記表面側補強部材及び前記裏面側補強部材の各繋ぎ合せ部と、前記ガイド部材の周方向両端部が近接する繋ぎ合せ部とは、周方向位置をずらして離間配置されており、
前記表面側補強部材の周方向両端部は、一方の端部が他方の端部上に重なった状態で固定されており、
前記裏面側補強部材の周方向両端部は、非重なり状態で近接配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記表面側補強部材の周方向両端部のうち、前記エンドレスベルトの走行方向下流側の端部が上流側の端部上に重なった状態で固定されてい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】
前記エンドレスベルトは、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカードネートの何れか一つから成る単層構造、又は複数の材料から成る積層構造であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３２８１９８（Ｐ２００７−３２８１９８Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６０２１１（Ｐ２００６−１６０２１１）
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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