ベルト張架装置、及び画像形成装置
【課題】発明の課題は、ベルトの波打ちを抑制したベルト張架装置を提供することである。また、本発明の課題は、画像の濃淡発生が抑制された画像形成装置を提供することである。
【解決手段】張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が伸縮部材（バネ部材１２６）を設けることで張架ロール１２０軸方向に移動され得る構成とする。これにより、無端ベルト１１０の軸方向幅が縮まると、無端ベルト１１０のリブ部材１１４に押圧されてリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向内側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが縮まる。一方、無端ベルト１１０が広がると、リブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向外側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが広がる。結果、ベルトの波打ちが防止さ、当該ベルト張架装置を画像形成装置用の部材として適用することで画像の濃淡発生等の画像欠陥が抑制される。
【解決手段】張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が伸縮部材（バネ部材１２６）を設けることで張架ロール１２０軸方向に移動され得る構成とする。これにより、無端ベルト１１０の軸方向幅が縮まると、無端ベルト１１０のリブ部材１１４に押圧されてリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向内側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが縮まる。一方、無端ベルト１１０が広がると、リブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向外側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが広がる。結果、ベルトの波打ちが防止さ、当該ベルト張架装置を画像形成装置用の部材として適用することで画像の濃淡発生等の画像欠陥が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト張架装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置としては、例えば、無端ベルトを中間転写ベルトとして使用した中間転写方式のカラー画像形成装置がある。これは、電子写真プロセス等によりトナー像が形成される像保持体（例えば感光体ドラム）の転写部で接触して回転する中間転写ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その像保持体上に形成される複数のトナー像を一旦中間転写ベルトの同じ位置に重ねあわせるように一次転写した後、その中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して転写するものである。そして、用紙上に転写された多重のトナー像は、その後定着装置により定着されてカラー画像となる。
【０００３】
この他、無端ベルトを備えた画像形成装置としては、用紙を保持して複数の画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送する用紙搬送ベルトを使用した、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置もある。これは、各色成分のトナー像を個々に形成するため画像形成ユニットを複数並べて配置し、その各画像形成ユニットの転写部で接触して回転するように用紙搬送ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その用紙搬送ベルトに吸着して保持した用紙を各画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニットで形成される各トナー像を同じ用紙に順次重ねあわせるように転写し、最後に定着させてカラー画像とするものである。
【０００４】
例えば、画像形成装置に利用する無端ベルトには、ベルトの蛇行を防止するために、ベルトの軸方向片端部又は両端部に、リブ部材を設けることが提案されている（例えば、特許文献１、２等）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７５６８６号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１６２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、複数のロールにより張架されている無端ベルトにおいて、常温環境（例えば２０℃５０％ＲＨ））から高温高湿度環境（例えば３０℃８５％ＲＨ）に置くと、ロールに接していない部分のベルトは温度／湿度により膨張するが、ロールに接しているベルトはロールとの接触により膨張しづらく、張架したベルトに波打ちが発生することがある。この現象が生じると、例えば、無端ベルトを中間転写ベルトとして使用した画像形成装置ではベルトの波打ちと似た形状で画像の濃淡が生じて、画像欠陥として現われることがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、ベルトの波打ちを抑制したベルト張架装置を提供することである。また、本発明の課題は、ベルトの波打ちに起因する画像欠陥が抑制され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】
【０００８】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
ベルト本体と、前記ベルト本体の軸方向における少なくとも一方の片側縁部の内周面に前記ベルト本体の周方向に沿って帯状に設けられた凸状部材と、を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に接触し当該無端ベルトを張架するための張架部材本体と、前記張架部材本体の軸方向両端部側の少なくとも１方に配設され、前記凸状部材と接触して前記無端ベルトの軸方向の移動を規制する規制部材と、前記張架部材本体の軸方向端部と前記規制部材との間に配置され、前記張架部材本体の軸方向に伸縮する伸縮部材と、を有する張架手段と、
を備えることを特徴とするベルト張架装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記伸縮部材がバネ部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト張架装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記像保持体、前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも１つが、請求項１又は２に記載のベルト張架装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べて、ベルトの波打ちが抑制される、といった効果を奏することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べて安定してベルトの蛇行が防止されつつ、ベルトの波打ちが抑制される、といった効果を奏することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べてベルトの波打ちに起因する画像欠陥が抑制される、といった効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るベルト張架装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る張架装置を示す部分断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。図３は、第１実施形態に係る無端ベルト示す斜視図である。
【００１６】
第１実施形態に係るベルト張架装置１００は、図１及び図２に示すように、無端ベルト１１０と、無端ベルト１１０の内周面と接触して設けられ、無端ベルト１１０を回転するように張架する張架ロール１２０（張架部材）と、を備えている。なお、本実施形態では、張架ロール１２０が、３つの形態を説明するが、２つ以上であれば、特に制限はない。
【００１７】
また、無端ベルト１１０は、例えば図３に示すように、ベルト本体１１２と、ベルト本体１１２の側縁に沿ってベルト本体１１２内周面の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設されたリブ部材１１４（凸状部材：蛇行防止部材）と、を含んで構成している。また、図示しないが、リブ部材１１４は、接着部等を介して配設されている。
【００１８】
なお、本実施形態では、リブ部材１１４がベルト本体１１２の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設された形態を説明するが、ベルト本体１１２の片端部（ベルト軸方向の片端部）に配設した形態であってもよい。
【００１９】
以下、各部材につき詳細に説明する。
【００２０】
−張架ロール−
張架ロール１２０は、無端ベルト１１０の内周面に接触する張架ロール本体１２２（張架部材本体）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端部側に配設されるリブ部材ガイド１２４（規制部材）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配置されバネ部材１２６（伸縮部材）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端面中央部に連結され、リブ部材ガイド１２４を貫き当該軸方向外側に延在するシャフト１２８と、を備える。
【００２１】
張架ロール本体１２２は、他の張架ロールと共に無端ベルト１１０内周面に接触し、張力を掛けつつ保持する機能（張架する機能）を持つ部材である。張架ロール本体１２２は、例えば、軸方向両端が開口した円筒状体１２２Ａと、当該開口を塞ぐフランジ１２２Ｂと、で構成されている。張架ロール本体１２２の構成材料としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。
【００２２】
張架ロール本体１２２の外周面には、図示しないが、無端ベルトに負荷がかかったときにも中間転写ベルト４をスリップさせない目的で、高摩擦材料層１２２Ｃを設けている。高摩擦材料層１２２Ｃとしては、例えばポリウレタンの被覆層（５μｍ以上５０μｍ以下：望ましくは２５μｍ）が適用される。
【００２３】
リブ部材ガイド１２４は、リブ部材１１４と接触して無端ベルト１１０の軸方向の移動を規制する部材である。リブ部材ガイド１２４は、例えば、第１円柱部１２４Ａと第１円柱部１２４Ａよりも外形が大きい第２円柱部１２４Ｂとが同軸に連結されて構成でされている。リブ部材ガイド１２４は、第２円柱部１２４Ｂが第１円柱部１２４Ａに対し張架ロール本体１２２側に配設されている。なお、第１円柱部１２４Ａと第２円柱部１２４Ｂは一体的に形成されている。
【００２４】
そして、リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２と同軸に、シャフト１２８により貫通あされて配設されている。本実施形態では、第２円柱部１２４Ｂにリブ部材１１４の側面が接触することで、無端ベルト１１０の軸方向の移動を規制している。
【００２５】
リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設した形態を説明したが、張架ロール本体１２２の軸方向の片端部のみに配設した形態としてもよい。なお、リブ部材１１４がベルト本体１１２の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設された形態の場合、ベルト本体の蛇行防止の点から、リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設することが好ましい。
また、リブ部材１１４がベルト本体１１２の軸方向の片端部のみに設けられた場合、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部のうち、リブ部材ガイド１２４は、無端ベルト１１０のリブ部材１１４が設けられた側の端部側に配設される。
【００２６】
ここで、リブ部材ガイド１２４は、上記構成に限られず、例えば、リブ部材１１４が挿入される溝を周方向に沿って設けた円柱部材で構成してもよい。また、リブ部材ガイド１２４の構成材料としては、表面が滑らかで、摺動性の良好な樹脂材料を使用するのが好ましく、例えば、ポリアセタールが使用される。
【００２７】
バネ部材１２６は、例えば、張架ロール本体１２２の軸方向両端部とリブ部材ガイド１２４との間に連結して配設されている。そして、バネ部材１２６のバネ力に従って、ベルト軸方向に伸縮する。言い換えれば、張架ロール１２０の軸方向長さが伸縮、即ちバネ力が付加された状態で張架ロール１２０軸方向にリブ部材ガイド１２４が移動する。
【００２８】
バネ部材１２６は、張架ロールの軸方向に伸縮する部材であり、例えば、図４に示すが如く、中央に開口が設けれ、盤面が波打った皿バネ（波バネ）が適用される。なお、バネ部材１２６は、皿バネに限られず、巻きバネ、板バネ、角バネ、竹の子バネ等の各種バネ部材が適用され得る。バネ部材１２６のバネ力は、リブ部材ガイド１２４がリブ部材１１４と接触する際に必要な押圧力に応じて選択される。
【００２９】
なお、本実施形態では、バネ部材１２６が張架ロール本体１２２の軸方向の両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配した形態を説明したが、リブ部材ガイド１２４と同様に、バネ部材１２６が張架ロール本体１２２の軸方向の片端部と該片端部側のリブ部材ガイド１２４との間に配した形態であってもよい。なお、リブ部材ガイド１２４が張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設した形態の場合、ベルトの波打ちを抑制する点から、バネ部材１２６は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配した形態が好ましい。
また、リブ部材１１４がベルト本体１１２の軸方向の片端部のみに設けられた場合、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部のうち、バネ部材１２６は、無端ベルト１１０のリブ部材１１４が設けられた側の端部とリブ部材ガイド１２４との間に配設される。
【００３０】
また、本実施形態では、伸縮部材としてバネ部材１２６を適用した形態を説明したが、伸縮部材は、弾性変形する弾性部材であれば、特に制限はく、例えば、樹脂部材、ゴム部材等も適用し得る。
【００３１】
ここで、張架ロール１２０は、例えば、テンションロール、ステアリングロール、アイドルロール、駆動ロール、バックアップロール等として、ベルト張架装置に配される。これらのロールは、用途に応じて配設される。なお、ベルト張架装置には、複数本の張架ロールが配されるが、全てのロールが上記構成の張架ロールである必要ななく、少なくとも１つの張架ロールに適用され得る。
【００３２】
−ベルト本体−
ベルト本体１１２の材質としては、ヤング率２０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料が好ましく用いられる。ヤング率２０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料を用いることで、ベルト走行時に、リブ部材１１４に加わる応力によるベルト変形が抑制される。ベルト本体１１２の材質としては、熱硬化性樹脂が好ましく、具体的にはポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【００３３】
ベルト本体１１２の材質として特に好適には、例えばポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂が用いられる。
【００３４】
特に、ベルト本体１１２の材質としては、周長変動の少ない、すなわちヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料が好ましい。ヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが挙げられるが、特に高ヤング率の樹脂材料であるポリイミド樹脂が特に好ましい。例えば、宇部興産（株）のユーピレックスＳなどのポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料にカーボンブラックを分散した場合のヤング率は、６２００Ｎ／ｍｍ２であり、無端ベルトとして機械特性が満足される。
【００３５】
ベルト本体１１２は環状であれば、つなぎ目があってもなくてもよい。無端ベルトの厚さは、通常、０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度が望ましく、より望ましくは０．０７ｍｍ以上０．１ｍｍ以下程度である。
【００３６】
ベルト本体１１２の一例を挙げると、電子写真方式を用いた画像形成装置等における中間転写ベルト及び転写搬送ベルトの場合、導電性フィラー（導電剤）を含有するポリイミド系樹脂からなる半導電性ベルト等が好適に使用される。ここで、「導電性」とは、例えば体積抵抗率が１０７ Ωｃｍ未満を意味する。また、「半導電性」とは、例えば体積抵抗率が１０７以上１０１３ Ωｃｍ以下を意味する。以下同様である。
【００３７】
ここで、例えば、無端ベルト１１０を画像形成装置の中間転写ベルトとして用いる場合、１×１０９Ω／□以上１×１０１４Ω／□以下の範囲に表面抵抗率を、１×１０８Ωｃｍ以上１×１０１３Ωｃｍ以下の範囲に体積抵抗率を制御するために、ベルト本体１１２には必要に応じて導電性フィラーを配合することがよい。この導電性フィラーとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金などの金属又は合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ−酸化インジウム又は酸化スズ−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物、又はポリアニリン、ポリピローラ、ポリサルフォン、ポリアセチレンなどの導電性ポリマーなどが好適に使用できる。これら導電性フィラーは単独又は２種以上を併用して使用される。安価及び抵抗調整が容易であるという観点からはカーボンブラックを使用することが好適である。さらに、必要に応じて分散剤、滑剤などの加工助剤を無端ベルト中に添加することができる。
【００３８】
−リブ部材−
リブ部材１１４は、ベルト本体１１２の軸方向における少なくとも片側縁部の内周面（ベルトの幅方向における少なくとも片側縁部の内周面）に、当該ベルト本体１１２の周方向に沿って全周に渡り帯状に連続して、且つベルト本体１１２の内周面から突出するように配設されている。
【００３９】
リブ部材１１４は、例えば、その端面がベルト本体１１２の一端面（ベルト本体１１２軸方向外側の一端面）と所定の間隙を持って配設されている。リブ部材１１４の配設位置（接着位置即ち、ベルト本体側縁からの距離）は、無端ベルトの用途、機能、無端ベルトを用いる装置等に応じて設定される。なお、リブ部材１１４は、その端面がベルト本体１１２の幅方向端面と面一で設けてもよい。
【００４０】
リブ部材１１４は、デュロメータ硬さがＡ６０以上Ａ９０以下の弾性部材であることが望ましく、特に望ましくは、Ａ６０以上Ａ８０以下の範囲である。無端ベルト１１０がベルト支持ローラの軸方向へ移動しようとする寄り力が発生すると、その寄り力に抗して発生する同じ強度の反力（応力）がリブ部材に直接かかることとなり、この応力をリブ部材１１４自身である程度分散吸収することができるという観点から、デュロメータ硬さが上記範囲であることがよい。
【００４１】
デュロメータ硬さがＡ６０よりも小さい場合は、リブ部材の変形が大きいので、無端ベルトが乗り上げてしまう場合があり、デュロメータ硬さがＡ９０よりも大きい場合は、無端ベルト１１０がベルト支持ローラに追従しなくなってしまう場合がある。ここで、デュロメータ硬さとは、ＪＩＳ Ｋ６２５３（１９９７年）に規定されるゴム硬度である。
【００４２】
リブ部材の材質としては、ポリウレタン樹脂、ネオプレンゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の適度な硬度を有する弾性材料等が使用できる。これらの中でも、電気絶縁性、耐湿、耐溶剤、耐オゾン及び耐熱性、耐磨耗性を考慮すると、特にポリウレタンゴムやシリコーンゴムが好適に用いられる。
【００４３】
ここで、本実施形態では、両方の側縁に沿ってリブ部材１１４を設けた形態を説明したが、ベルト本体１１２の片方の側縁に沿ってリブ部材１１４を設けた形態でもよい。蛇行防止効果、耐久性及び補強効果等の点から、リブ部材１１４は、ベルト本体１１２の両方の側縁に沿って設けることがより好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、リブ部材１１４をベルト本体１１２の周方向全周に渡って配設している。無端ベルト１１０の補強効果の点から、このようにリブ部材１１４をベルト本体１１２の周方向全周に渡って配設することが望ましいが、リブ部材１１４は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の間隙を有するように不連続で配設してもよい。
【００４５】
−接着部−
リブ部材１１４は接着部等を介してベルト本体１１２に取り付けることができ、該接着部としては以下の如く接着剤が好適に用いられる。
【００４６】
（１）弾性接着剤
本発明に用いられる接着剤としては、硬化後の接着剤のデュロメータ硬さがＡ３０以上Ａ５０以下の範囲内の弾性を有することが好ましく、例えば、セメダイン（株）製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−ＸＮｏ８００８、コニシ（株）製の特殊変成シリコンポリマーを主成分とするサイフレックス１００などを挙げることができる。ベルト本体との接着強度よりセメダイン（株）製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−ＸＮｏ８００８がより好ましく用いられる。
【００４７】
（２）感熱性接着剤シート
感熱性接着剤シートとしては、ベルト本体１１２とリブ部材１１４との接着性に優れたものであれば特に限定されず、例えば、アクリル系、シリコン系、天然又は合成のゴム系、ウレタン系、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂系などの樹脂系材料を主材料とする接着剤シートを用いることができる。
【００４８】
具体的には、東洋紡（株）製ポリエステル系接着剤シートＧＭ−９１３、ＧＭ−９２０、ソニーケミカル（株）製ポリエステル系接着剤シートＤ３６００などを挙げることができる。無端ベルトとの接着強度よりソニーケミカル（株）製ポリエステル系接着剤シートＤ３６００、東洋紡（株）製ポリエステル系接着剤シートＧＭ−９２０がより望ましくは用いられる。
【００４９】
弾性接着剤又は感熱性接着剤シートを用いた接着部の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が望ましく、より望ましくは０．０２以上０．０５ｍｍ以下である。前記接着部の厚みが０．０１ｍｍ未満の場合には、均一な接着強度が得られない場合があり、０．３ｍｍを超える場合には、接着時に加える圧力によってリブ部材１１４の位置ずれを起こす場合がある。
【００５０】
弾性接着剤又は感熱性接着シートを用いたベルト本体１１２に対するリブ部材１１４の貼設は、シート状のベルト本体１１２を用い、まず該ベルト本体１１２にリブ部材１１４を貼設して、その後ベルト本体１１２の端部と他端部とを接着して環状に形成してもよいし、まずベルト本体１１２を環状に形成した後にリブ部材１１４を貼設してもよい。
【００５１】
以上説明した本実施形態では、張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が伸縮部材（バネ部材１２６）を設けることで張架ロール１２０軸方向に移動され得る構成となっている。このため、無端ベルト１１０の軸方向幅が縮まると、無端ベルト１１０のリブ部材１１４に押圧されてリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向内側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが縮まる。一方、無端ベルト１１０が広がると、リブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向外側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが広がる。
【００５２】
ここで、例えば、無端ベルト１１０は、高温高湿（例えば、３０℃８５％ＲＨ）の環境下では、熱膨張及び湿度膨張する。例えば、無端ベルト１１０（ベルト本体）の構成材料の熱膨張係数が５０（ｐｐｍ／℃）程度ある場合、常温常湿（２０℃５５％ＲＨ）でのベルトの幅が３５０ｍｍであるのに対し、高温高湿（３０℃８５℃ＲＨ）では３５０．１８ｍｍとなる。
【００５３】
そして、無端ベルト１１０の回転方向の膨張分は、張架ロール１２０により張力（テンション）が掛かっているため、その膨張した分だけベルトが伸びる。一方、無端ベルトの軸方向（幅方向）の膨張分は、張架ロール１２０間でロールと非接触な領域では膨張した分だけベルトが伸びるが、張架ロール１２０と接触した領域では張架ロール１２０との摩擦により動きづらくスリップされずにベルトが伸び難くい。
【００５４】
このため、無端ベルト１１０における、ロール非接触領域とロール接触領域との間でベルト幅が異なるってしまう。結果、無端ベルトにおける張架ロール１２０間でロール非接触な領域で、波打ちが発生することになる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ベルトの膨張・収縮の伴って、上述の如く、張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向に移動する構成とし、無端ベルト１１０のロール接触領域での膨張・収縮がの阻害を防止し、ロール非接触領域とロール接触領域との間でのベルト幅の差が発生するのが抑制される。結果、例えば、環境が変化してベルトが熱膨張しても、無端ベルトの波打ちの発生が抑制される。
【００５６】
また、本実施形態では、伸縮部材としてバネ部材１２６を適用しているので、バネ力が付加された状態で張架ロール１２０軸方向にリブ部材ガイド１２４が移動するので、リブ部材ガイド１２４がリブ部材１１４に押圧された状態で追随する。結果、ベルト幅が膨張・収縮してもリブ部材１１４をガイド（案内）し、安定してベルトの蛇行が防止される。
【００５７】
なお、本実施形態に係るベルト張架装置１００は、例えば、電子写真式複写機、レーザープリンター等における画像形成装置用における、転写装置、感光体（像保持体）、帯電装置、定着装置、用紙搬送装置等の画像形成用の装置に適用され得る。また、ベルト張架装置１００は、画像形成用の装置に限らず、搬送装置全般に適用され得る。
【００５８】
また、無端ベルト１１０は、その用途、機能等に応じて、材質、形状、大きさ等が適宜設定される。
【００５９】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００６０】
第２実施形態に係る画像形成装置は、中間転写ベルトを備えるベルト張架装置として第１実施形態に係るベルト張架装置を備えるものである。
【００６１】
第２実施形態に係る画像形成装置は、図５に示すように、感光体ドラム等の潜像保持体（以下、「感光体ドラム」で代表して説明する）１の表面は帯電器２により所定の電荷で一様に帯電され、レーザー光Ｌの書き込み走査で第１色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム１の、Ａ方向への回転で現像装置ユニット３の第１色の現像器との対向位置に到り、第１色の現像器でトナー現像される。感光体ドラム１はトナー像Ｔを保持してさらに回転する。
【００６２】
上記トナー現像動作に合わせて、中間転写ベルト４は感光体ドラム１の周速と略同一の速度で移動し、感光体ドラム１と中間転写ベルト４とが接する位置の直下付近で中間転写ベルト４に接して配置された１次転写ロール５が配置されている１次転写部において、該１次転写ロール５に印加される上記トナーの帯電極性と逆極性の転写電界によって感光体ドラム１に保持されていたトナー像Ｔが中間転写ベルト４に１次転写される。以上で、１次転写サイクルが終了する。
【００６３】
中間転写ベルト４に１次転写されたトナー像は中間転写ベルト４の周回移動によって２次転写ロール６が配置されている２次転写部に到る。フルカラー画像形成装置の場合には潜像の形成からトナー像の１次転写までを予定色（一般にはイエロー（Ｙ） 、マゼンタ（Ｍ） 、シアン（Ｃ） 及びブラック（Ｂｋ））分だけ繰り返して中間転写ベルト４上に多色トナーを重ね合わせたカラートナー像を形成する。
【００６４】
各色のトナー像を形成するため、現像装置ユニット３はイエロー現像器３−１、マゼンタ現像器３−２、シアン現像器３−３及びブラック現像器３−４の４色現像器からなる回転装置で構成され、感光体ドラム１に形成された各色の潜像を順次現像できるように構成されている。
【００６５】
感光体ドラム１に保持された第１色のトナー像が１次転写部で中間転写ベルト４上に転写された後、感光体ドラム１上の残留トナーは感光体クリーナ７で除去されるとともに図示しない除電器で電荷が中和された後、次の，第２色に対応する潜像の形成がなされる。第２色の静電潜像も第１色と同様にして現像され、その第２色のトナー像が中間転写ベルト４上の、先に転写された第１色のトナー像に重ねて転写される。以下、第３色以降についても同様にして中問転写ベルト４に多重転写され、その結果、中間転写ベルト４には未定着の複数色トナーが重畳したカラートナー像が形成される。
【００６６】
すべての色のトナー像が１次転写された中間転写ベルト４が２次転写位置に達する時点で、タイミングを合わせて給紙容器８から送り出された記録媒体としての記録紙Ｐが２次転写位置に給送される。
【００６７】
記録紙Ｐを２次転写ロール６及び中間転写ベルト４によって挟持して搬送する際、２次転写ロール６に印加される前記トナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧で形成される転写電界により中間転写ベルト４のトナー像が記録紙Ｐに２次転写される。
【００６８】
トナー像が２次転写された記録紙Ｐは定着器９に送られ、加熱・加圧処理によりトナー像を記録紙Ｐに固定し、作像プロセスを終了する。なお、トナー像が２次転写された記録紙Ｐを除電するための除電器（図示せず）が２次転写ロール６の下流に配置される。
【００６９】
２次転写ロール６は、中間転写ベルト４に対して矢印Ｃ方向に接触・離間自在に設けられていて、記録紙Ｐの進入に合わせて接し、排出に合わせて離間する。２次転写ロール６は２次転写の終了とともに待避位置に戻る。また、中間転写ベルト４に対向して配置されているクリーナ１０も記録紙Ｐへ転写されなかったトナー像をクリ−ニングすべく、中間転写ベルト４に対して２次転写ロール６同様、接触・離間する。
【００７０】
中間転写ベルト４は、駆動ロール１１、アイドルロール１２、２次転写バックアップロール１３及びテンションロール１４により張架され、ベルト張架装置１５を構成している。そして、中間転写ベルト４は、駆動ロール１１により矢印Ｂ方向に搬送される。中間転写ベルト４には、該中間転写ベルト４が駆動ロール１１等、各ロールの軸方向での位置を規制するためのリブ部材が設けられている（図１及び図２参照）。
【００７１】
また、駆動ロール１１には、ベルトクリーナ１０や２次転写ロール６による負荷がかかったときにも中間転写ベルト４がスリップしないように、その表面に高摩擦処理が施されており、例えば高摩擦材料の被覆層が形成されている。この高摩擦処理としては、アルミニウム製ロールの表面に、ウレタンゴム等の高摩擦樹脂をコーテイングしたりして、長期に渡って駆動ロールと中間転写ベルトの摩擦係数を維持できるようにしている。
【００７２】
以上説明した本実施形態では、中間転写ベルトを張架するベルト張架装置として上記第１実施形態に係るベルト張架装置を適用しているので、中間転写ベルトの波打ちが抑制され、転写状態の変動が抑制される。結果、画像の濃淡発生等の画像欠陥が抑制される。
【００７３】
なお、本実施形態では、感光体ベルト、転写ベルト、搬送ベルト、帯電ベルト、定着ベルト等を備えた画像形成装置であってもよく、これらのベルトを張架するベルト張架装置として上記第１実施形態に係るベルト張架装置が適用され得る。
【００７４】
（試験例）
以下、第２実施形態に係る画像形成装置の試験例を示す。なお、本発明はこれらの試験例に何ら限定されるものではない。
【００７５】
−試験例−
次の構成のベルト張架装置を準備し、第２実施形態に係る画像形成装置と同様な構成の複写機（図５参照）に装着し、まず、温度２０℃湿度５５％ＲＨの環境下でマゼンタ色によるベタ画像を出力した。この際、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。
【００７６】
次に、複写機を３０℃湿度８５％ＲＨの環境下に移し、１２時間放置した後、当該環境下でマゼンタ色によるベタ画像を出力した。この際でも、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。
【００７７】
−ベルト張架装置の構成−
中間転写ベルト、駆動ロール、アイドルロール、２次転写バックアップロール及びテンションロールを準備し、中間転写ベルトを当該ロール群より張架した構成とした（図５参照）。なお、張架は、中間転写ベルトは、その周方向に３ｋｇのテンションがテンションロールにより負荷されるように行った。
【００７８】
・中間転写ベルト：厚さ０．１ｍｍ、ベルト幅３５０ｍｍ、外径Φ１６８ｍｍのポリイミド製無端ベルトの軸方向両端部の内周面に、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍのリブ部材をベルト端部から軸方向０．５ｍｍ内側にベルト周方向に沿って貼着した中間転写ベルト。
・駆動ロール、アイドルロール：アルミ製で直径φ２８ｍｍの張架ロール本体の軸方向両端にポリアセタール（ＰＯＭ）製のリブガイド部材を、ＳＡＥ（炭素鋼）製の皿バネ東海バネ工業（株）Ｂ−２８）を介して配設したロール。ＳＡＥ製の皿バネは、リブガイド部材同士の距離（ベルトのリブ部材と接触する部位同士間のロール軸方向の距離）を３３９ｍｍにするのに３ｋｇのバネ力（圧縮力）がかかるように用いた。
【００７９】
（比較例１）
試験例１において、駆動ロールとアイドルロールには皿バネを介さず（設けず）、張架ロール本体両端部にリブガイド部材を設置したこと以外は、試験例１と同様にして評価を行った。その結果、温度２０℃湿度５５％ＲＨの環境下におけるマゼンタ色によるベタ画像の出力では、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。一方、３０℃湿度８５％ＲＨの環境下におけるマゼンタ色によるベタ画像の出力では、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトに波うちが発生し、画像上の濃淡が発生した。
【００８０】
以上の試験例から、本試験例では、装置停止時に環境が変化してベルトが熱膨張しても波打ちが発生せず、画像の濃淡が発生しないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係るベルト張架装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る張架装置を示す部分断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】第１実施形態に係る無端ベルト示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るバネ部材を示す斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 感光体ドラム（像保持体）
２ 帯電器（帯電装置）
３ 現像装置ユニット（現像装置）
３−１ イエロー現像器（現像装置）
３−２ マゼンタ現像器（現像装置）
３−３ シアン現像器（現像装置）
３−４ ブラック現像器（現像装置）
４ 中問転写ベルト（無端ベルト）
５ １次転写ロール
６ ２次転写ロール
７ 感光体クリーナ
８ 給紙容器
９ 定着器（定着装置）
１０ ベルトクリーナ
１１ 駆動ロール
１２ アイドルロール
１３ ２次転写バックアップロール
１４ テンションロール
１５ ベルト張架装置
１００ ベルト張架装置
１１０ 無端ベルト
１１２ ベルト本体
１１４ リブ部材
１２０ 張架ロール
１２２ 張架ロール本体
１２４ リブ部材ガイド
１２６ バネ部材
１２８ シャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルト張架装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置としては、例えば、無端ベルトを中間転写ベルトとして使用した中間転写方式のカラー画像形成装置がある。これは、電子写真プロセス等によりトナー像が形成される像保持体（例えば感光体ドラム）の転写部で接触して回転する中間転写ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その像保持体上に形成される複数のトナー像を一旦中間転写ベルトの同じ位置に重ねあわせるように一次転写した後、その中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して転写するものである。そして、用紙上に転写された多重のトナー像は、その後定着装置により定着されてカラー画像となる。
【０００３】
この他、無端ベルトを備えた画像形成装置としては、用紙を保持して複数の画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送する用紙搬送ベルトを使用した、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置もある。これは、各色成分のトナー像を個々に形成するため画像形成ユニットを複数並べて配置し、その各画像形成ユニットの転写部で接触して回転するように用紙搬送ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その用紙搬送ベルトに吸着して保持した用紙を各画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニットで形成される各トナー像を同じ用紙に順次重ねあわせるように転写し、最後に定着させてカラー画像とするものである。
【０００４】
例えば、画像形成装置に利用する無端ベルトには、ベルトの蛇行を防止するために、ベルトの軸方向片端部又は両端部に、リブ部材を設けることが提案されている（例えば、特許文献１、２等）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７５６８６号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１６２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、複数のロールにより張架されている無端ベルトにおいて、常温環境（例えば２０℃５０％ＲＨ））から高温高湿度環境（例えば３０℃８５％ＲＨ）に置くと、ロールに接していない部分のベルトは温度／湿度により膨張するが、ロールに接しているベルトはロールとの接触により膨張しづらく、張架したベルトに波打ちが発生することがある。この現象が生じると、例えば、無端ベルトを中間転写ベルトとして使用した画像形成装置ではベルトの波打ちと似た形状で画像の濃淡が生じて、画像欠陥として現われることがある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、ベルトの波打ちを抑制したベルト張架装置を提供することである。また、本発明の課題は、ベルトの波打ちに起因する画像欠陥が抑制され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】
【０００８】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
ベルト本体と、前記ベルト本体の軸方向における少なくとも一方の片側縁部の内周面に前記ベルト本体の周方向に沿って帯状に設けられた凸状部材と、を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に接触し当該無端ベルトを張架するための張架部材本体と、前記張架部材本体の軸方向両端部側の少なくとも１方に配設され、前記凸状部材と接触して前記無端ベルトの軸方向の移動を規制する規制部材と、前記張架部材本体の軸方向端部と前記規制部材との間に配置され、前記張架部材本体の軸方向に伸縮する伸縮部材と、を有する張架手段と、
を備えることを特徴とするベルト張架装置である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
前記伸縮部材がバネ部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト張架装置である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記像保持体、前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも１つが、請求項１又は２に記載のベルト張架装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べて、ベルトの波打ちが抑制される、といった効果を奏することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べて安定してベルトの蛇行が防止されつつ、ベルトの波打ちが抑制される、といった効果を奏することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、ロールに接しているベルトがロールとの接触により膨張しづらい構成に比べてベルトの波打ちに起因する画像欠陥が抑制される、といった効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るベルト張架装置を示す斜視図である。図２は、第１実施形態に係る張架装置を示す部分断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。図３は、第１実施形態に係る無端ベルト示す斜視図である。
【００１６】
第１実施形態に係るベルト張架装置１００は、図１及び図２に示すように、無端ベルト１１０と、無端ベルト１１０の内周面と接触して設けられ、無端ベルト１１０を回転するように張架する張架ロール１２０（張架部材）と、を備えている。なお、本実施形態では、張架ロール１２０が、３つの形態を説明するが、２つ以上であれば、特に制限はない。
【００１７】
また、無端ベルト１１０は、例えば図３に示すように、ベルト本体１１２と、ベルト本体１１２の側縁に沿ってベルト本体１１２内周面の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設されたリブ部材１１４（凸状部材：蛇行防止部材）と、を含んで構成している。また、図示しないが、リブ部材１１４は、接着部等を介して配設されている。
【００１８】
なお、本実施形態では、リブ部材１１４がベルト本体１１２の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設された形態を説明するが、ベルト本体１１２の片端部（ベルト軸方向の片端部）に配設した形態であってもよい。
【００１９】
以下、各部材につき詳細に説明する。
【００２０】
−張架ロール−
張架ロール１２０は、無端ベルト１１０の内周面に接触する張架ロール本体１２２（張架部材本体）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端部側に配設されるリブ部材ガイド１２４（規制部材）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配置されバネ部材１２６（伸縮部材）と、張架ロール本体１２２の軸方向両端面中央部に連結され、リブ部材ガイド１２４を貫き当該軸方向外側に延在するシャフト１２８と、を備える。
【００２１】
張架ロール本体１２２は、他の張架ロールと共に無端ベルト１１０内周面に接触し、張力を掛けつつ保持する機能（張架する機能）を持つ部材である。張架ロール本体１２２は、例えば、軸方向両端が開口した円筒状体１２２Ａと、当該開口を塞ぐフランジ１２２Ｂと、で構成されている。張架ロール本体１２２の構成材料としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。
【００２２】
張架ロール本体１２２の外周面には、図示しないが、無端ベルトに負荷がかかったときにも中間転写ベルト４をスリップさせない目的で、高摩擦材料層１２２Ｃを設けている。高摩擦材料層１２２Ｃとしては、例えばポリウレタンの被覆層（５μｍ以上５０μｍ以下：望ましくは２５μｍ）が適用される。
【００２３】
リブ部材ガイド１２４は、リブ部材１１４と接触して無端ベルト１１０の軸方向の移動を規制する部材である。リブ部材ガイド１２４は、例えば、第１円柱部１２４Ａと第１円柱部１２４Ａよりも外形が大きい第２円柱部１２４Ｂとが同軸に連結されて構成でされている。リブ部材ガイド１２４は、第２円柱部１２４Ｂが第１円柱部１２４Ａに対し張架ロール本体１２２側に配設されている。なお、第１円柱部１２４Ａと第２円柱部１２４Ｂは一体的に形成されている。
【００２４】
そして、リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２と同軸に、シャフト１２８により貫通あされて配設されている。本実施形態では、第２円柱部１２４Ｂにリブ部材１１４の側面が接触することで、無端ベルト１１０の軸方向の移動を規制している。
【００２５】
リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設した形態を説明したが、張架ロール本体１２２の軸方向の片端部のみに配設した形態としてもよい。なお、リブ部材１１４がベルト本体１１２の両端部（ベルト軸方向の両端部）に配設された形態の場合、ベルト本体の蛇行防止の点から、リブ部材ガイド１２４は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設することが好ましい。
また、リブ部材１１４がベルト本体１１２の軸方向の片端部のみに設けられた場合、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部のうち、リブ部材ガイド１２４は、無端ベルト１１０のリブ部材１１４が設けられた側の端部側に配設される。
【００２６】
ここで、リブ部材ガイド１２４は、上記構成に限られず、例えば、リブ部材１１４が挿入される溝を周方向に沿って設けた円柱部材で構成してもよい。また、リブ部材ガイド１２４の構成材料としては、表面が滑らかで、摺動性の良好な樹脂材料を使用するのが好ましく、例えば、ポリアセタールが使用される。
【００２７】
バネ部材１２６は、例えば、張架ロール本体１２２の軸方向両端部とリブ部材ガイド１２４との間に連結して配設されている。そして、バネ部材１２６のバネ力に従って、ベルト軸方向に伸縮する。言い換えれば、張架ロール１２０の軸方向長さが伸縮、即ちバネ力が付加された状態で張架ロール１２０軸方向にリブ部材ガイド１２４が移動する。
【００２８】
バネ部材１２６は、張架ロールの軸方向に伸縮する部材であり、例えば、図４に示すが如く、中央に開口が設けれ、盤面が波打った皿バネ（波バネ）が適用される。なお、バネ部材１２６は、皿バネに限られず、巻きバネ、板バネ、角バネ、竹の子バネ等の各種バネ部材が適用され得る。バネ部材１２６のバネ力は、リブ部材ガイド１２４がリブ部材１１４と接触する際に必要な押圧力に応じて選択される。
【００２９】
なお、本実施形態では、バネ部材１２６が張架ロール本体１２２の軸方向の両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配した形態を説明したが、リブ部材ガイド１２４と同様に、バネ部材１２６が張架ロール本体１２２の軸方向の片端部と該片端部側のリブ部材ガイド１２４との間に配した形態であってもよい。なお、リブ部材ガイド１２４が張架ロール本体１２２の軸方向の両端部に配設した形態の場合、ベルトの波打ちを抑制する点から、バネ部材１２６は、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部とリブ部材ガイド１２４との間に配した形態が好ましい。
また、リブ部材１１４がベルト本体１１２の軸方向の片端部のみに設けられた場合、張架ロール本体１２２の軸方向の両端部のうち、バネ部材１２６は、無端ベルト１１０のリブ部材１１４が設けられた側の端部とリブ部材ガイド１２４との間に配設される。
【００３０】
また、本実施形態では、伸縮部材としてバネ部材１２６を適用した形態を説明したが、伸縮部材は、弾性変形する弾性部材であれば、特に制限はく、例えば、樹脂部材、ゴム部材等も適用し得る。
【００３１】
ここで、張架ロール１２０は、例えば、テンションロール、ステアリングロール、アイドルロール、駆動ロール、バックアップロール等として、ベルト張架装置に配される。これらのロールは、用途に応じて配設される。なお、ベルト張架装置には、複数本の張架ロールが配されるが、全てのロールが上記構成の張架ロールである必要ななく、少なくとも１つの張架ロールに適用され得る。
【００３２】
−ベルト本体−
ベルト本体１１２の材質としては、ヤング率２０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料が好ましく用いられる。ヤング率２０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料を用いることで、ベルト走行時に、リブ部材１１４に加わる応力によるベルト変形が抑制される。ベルト本体１１２の材質としては、熱硬化性樹脂が好ましく、具体的にはポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
【００３３】
ベルト本体１１２の材質として特に好適には、例えばポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂が用いられる。
【００３４】
特に、ベルト本体１１２の材質としては、周長変動の少ない、すなわちヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料が好ましい。ヤング率が３０００Ｎ／ｍｍ２以上の樹脂材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などが挙げられるが、特に高ヤング率の樹脂材料であるポリイミド樹脂が特に好ましい。例えば、宇部興産（株）のユーピレックスＳなどのポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料にカーボンブラックを分散した場合のヤング率は、６２００Ｎ／ｍｍ２であり、無端ベルトとして機械特性が満足される。
【００３５】
ベルト本体１１２は環状であれば、つなぎ目があってもなくてもよい。無端ベルトの厚さは、通常、０．０２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度が望ましく、より望ましくは０．０７ｍｍ以上０．１ｍｍ以下程度である。
【００３６】
ベルト本体１１２の一例を挙げると、電子写真方式を用いた画像形成装置等における中間転写ベルト及び転写搬送ベルトの場合、導電性フィラー（導電剤）を含有するポリイミド系樹脂からなる半導電性ベルト等が好適に使用される。ここで、「導電性」とは、例えば体積抵抗率が１０７ Ωｃｍ未満を意味する。また、「半導電性」とは、例えば体積抵抗率が１０７以上１０１３ Ωｃｍ以下を意味する。以下同様である。
【００３７】
ここで、例えば、無端ベルト１１０を画像形成装置の中間転写ベルトとして用いる場合、１×１０９Ω／□以上１×１０１４Ω／□以下の範囲に表面抵抗率を、１×１０８Ωｃｍ以上１×１０１３Ωｃｍ以下の範囲に体積抵抗率を制御するために、ベルト本体１１２には必要に応じて導電性フィラーを配合することがよい。この導電性フィラーとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金などの金属又は合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ−酸化インジウム又は酸化スズ−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物、又はポリアニリン、ポリピローラ、ポリサルフォン、ポリアセチレンなどの導電性ポリマーなどが好適に使用できる。これら導電性フィラーは単独又は２種以上を併用して使用される。安価及び抵抗調整が容易であるという観点からはカーボンブラックを使用することが好適である。さらに、必要に応じて分散剤、滑剤などの加工助剤を無端ベルト中に添加することができる。
【００３８】
−リブ部材−
リブ部材１１４は、ベルト本体１１２の軸方向における少なくとも片側縁部の内周面（ベルトの幅方向における少なくとも片側縁部の内周面）に、当該ベルト本体１１２の周方向に沿って全周に渡り帯状に連続して、且つベルト本体１１２の内周面から突出するように配設されている。
【００３９】
リブ部材１１４は、例えば、その端面がベルト本体１１２の一端面（ベルト本体１１２軸方向外側の一端面）と所定の間隙を持って配設されている。リブ部材１１４の配設位置（接着位置即ち、ベルト本体側縁からの距離）は、無端ベルトの用途、機能、無端ベルトを用いる装置等に応じて設定される。なお、リブ部材１１４は、その端面がベルト本体１１２の幅方向端面と面一で設けてもよい。
【００４０】
リブ部材１１４は、デュロメータ硬さがＡ６０以上Ａ９０以下の弾性部材であることが望ましく、特に望ましくは、Ａ６０以上Ａ８０以下の範囲である。無端ベルト１１０がベルト支持ローラの軸方向へ移動しようとする寄り力が発生すると、その寄り力に抗して発生する同じ強度の反力（応力）がリブ部材に直接かかることとなり、この応力をリブ部材１１４自身である程度分散吸収することができるという観点から、デュロメータ硬さが上記範囲であることがよい。
【００４１】
デュロメータ硬さがＡ６０よりも小さい場合は、リブ部材の変形が大きいので、無端ベルトが乗り上げてしまう場合があり、デュロメータ硬さがＡ９０よりも大きい場合は、無端ベルト１１０がベルト支持ローラに追従しなくなってしまう場合がある。ここで、デュロメータ硬さとは、ＪＩＳ Ｋ６２５３（１９９７年）に規定されるゴム硬度である。
【００４２】
リブ部材の材質としては、ポリウレタン樹脂、ネオプレンゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の適度な硬度を有する弾性材料等が使用できる。これらの中でも、電気絶縁性、耐湿、耐溶剤、耐オゾン及び耐熱性、耐磨耗性を考慮すると、特にポリウレタンゴムやシリコーンゴムが好適に用いられる。
【００４３】
ここで、本実施形態では、両方の側縁に沿ってリブ部材１１４を設けた形態を説明したが、ベルト本体１１２の片方の側縁に沿ってリブ部材１１４を設けた形態でもよい。蛇行防止効果、耐久性及び補強効果等の点から、リブ部材１１４は、ベルト本体１１２の両方の側縁に沿って設けることがより好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、リブ部材１１４をベルト本体１１２の周方向全周に渡って配設している。無端ベルト１１０の補強効果の点から、このようにリブ部材１１４をベルト本体１１２の周方向全周に渡って配設することが望ましいが、リブ部材１１４は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の間隙を有するように不連続で配設してもよい。
【００４５】
−接着部−
リブ部材１１４は接着部等を介してベルト本体１１２に取り付けることができ、該接着部としては以下の如く接着剤が好適に用いられる。
【００４６】
（１）弾性接着剤
本発明に用いられる接着剤としては、硬化後の接着剤のデュロメータ硬さがＡ３０以上Ａ５０以下の範囲内の弾性を有することが好ましく、例えば、セメダイン（株）製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−ＸＮｏ８００８、コニシ（株）製の特殊変成シリコンポリマーを主成分とするサイフレックス１００などを挙げることができる。ベルト本体との接着強度よりセメダイン（株）製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−ＸＮｏ８００８がより好ましく用いられる。
【００４７】
（２）感熱性接着剤シート
感熱性接着剤シートとしては、ベルト本体１１２とリブ部材１１４との接着性に優れたものであれば特に限定されず、例えば、アクリル系、シリコン系、天然又は合成のゴム系、ウレタン系、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂系などの樹脂系材料を主材料とする接着剤シートを用いることができる。
【００４８】
具体的には、東洋紡（株）製ポリエステル系接着剤シートＧＭ−９１３、ＧＭ−９２０、ソニーケミカル（株）製ポリエステル系接着剤シートＤ３６００などを挙げることができる。無端ベルトとの接着強度よりソニーケミカル（株）製ポリエステル系接着剤シートＤ３６００、東洋紡（株）製ポリエステル系接着剤シートＧＭ−９２０がより望ましくは用いられる。
【００４９】
弾性接着剤又は感熱性接着剤シートを用いた接着部の厚みは、０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が望ましく、より望ましくは０．０２以上０．０５ｍｍ以下である。前記接着部の厚みが０．０１ｍｍ未満の場合には、均一な接着強度が得られない場合があり、０．３ｍｍを超える場合には、接着時に加える圧力によってリブ部材１１４の位置ずれを起こす場合がある。
【００５０】
弾性接着剤又は感熱性接着シートを用いたベルト本体１１２に対するリブ部材１１４の貼設は、シート状のベルト本体１１２を用い、まず該ベルト本体１１２にリブ部材１１４を貼設して、その後ベルト本体１１２の端部と他端部とを接着して環状に形成してもよいし、まずベルト本体１１２を環状に形成した後にリブ部材１１４を貼設してもよい。
【００５１】
以上説明した本実施形態では、張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が伸縮部材（バネ部材１２６）を設けることで張架ロール１２０軸方向に移動され得る構成となっている。このため、無端ベルト１１０の軸方向幅が縮まると、無端ベルト１１０のリブ部材１１４に押圧されてリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向内側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが縮まる。一方、無端ベルト１１０が広がると、リブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向外側へ移動して張架ロール１２０に軸方向長さが広がる。
【００５２】
ここで、例えば、無端ベルト１１０は、高温高湿（例えば、３０℃８５％ＲＨ）の環境下では、熱膨張及び湿度膨張する。例えば、無端ベルト１１０（ベルト本体）の構成材料の熱膨張係数が５０（ｐｐｍ／℃）程度ある場合、常温常湿（２０℃５５％ＲＨ）でのベルトの幅が３５０ｍｍであるのに対し、高温高湿（３０℃８５℃ＲＨ）では３５０．１８ｍｍとなる。
【００５３】
そして、無端ベルト１１０の回転方向の膨張分は、張架ロール１２０により張力（テンション）が掛かっているため、その膨張した分だけベルトが伸びる。一方、無端ベルトの軸方向（幅方向）の膨張分は、張架ロール１２０間でロールと非接触な領域では膨張した分だけベルトが伸びるが、張架ロール１２０と接触した領域では張架ロール１２０との摩擦により動きづらくスリップされずにベルトが伸び難くい。
【００５４】
このため、無端ベルト１１０における、ロール非接触領域とロール接触領域との間でベルト幅が異なるってしまう。結果、無端ベルトにおける張架ロール１２０間でロール非接触な領域で、波打ちが発生することになる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、ベルトの膨張・収縮の伴って、上述の如く、張架ロール１２０におけるリブ部材ガイド１２４が張架ロール１２０軸方向に移動する構成とし、無端ベルト１１０のロール接触領域での膨張・収縮がの阻害を防止し、ロール非接触領域とロール接触領域との間でのベルト幅の差が発生するのが抑制される。結果、例えば、環境が変化してベルトが熱膨張しても、無端ベルトの波打ちの発生が抑制される。
【００５６】
また、本実施形態では、伸縮部材としてバネ部材１２６を適用しているので、バネ力が付加された状態で張架ロール１２０軸方向にリブ部材ガイド１２４が移動するので、リブ部材ガイド１２４がリブ部材１１４に押圧された状態で追随する。結果、ベルト幅が膨張・収縮してもリブ部材１１４をガイド（案内）し、安定してベルトの蛇行が防止される。
【００５７】
なお、本実施形態に係るベルト張架装置１００は、例えば、電子写真式複写機、レーザープリンター等における画像形成装置用における、転写装置、感光体（像保持体）、帯電装置、定着装置、用紙搬送装置等の画像形成用の装置に適用され得る。また、ベルト張架装置１００は、画像形成用の装置に限らず、搬送装置全般に適用され得る。
【００５８】
また、無端ベルト１１０は、その用途、機能等に応じて、材質、形状、大きさ等が適宜設定される。
【００５９】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００６０】
第２実施形態に係る画像形成装置は、中間転写ベルトを備えるベルト張架装置として第１実施形態に係るベルト張架装置を備えるものである。
【００６１】
第２実施形態に係る画像形成装置は、図５に示すように、感光体ドラム等の潜像保持体（以下、「感光体ドラム」で代表して説明する）１の表面は帯電器２により所定の電荷で一様に帯電され、レーザー光Ｌの書き込み走査で第１色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は感光体ドラム１の、Ａ方向への回転で現像装置ユニット３の第１色の現像器との対向位置に到り、第１色の現像器でトナー現像される。感光体ドラム１はトナー像Ｔを保持してさらに回転する。
【００６２】
上記トナー現像動作に合わせて、中間転写ベルト４は感光体ドラム１の周速と略同一の速度で移動し、感光体ドラム１と中間転写ベルト４とが接する位置の直下付近で中間転写ベルト４に接して配置された１次転写ロール５が配置されている１次転写部において、該１次転写ロール５に印加される上記トナーの帯電極性と逆極性の転写電界によって感光体ドラム１に保持されていたトナー像Ｔが中間転写ベルト４に１次転写される。以上で、１次転写サイクルが終了する。
【００６３】
中間転写ベルト４に１次転写されたトナー像は中間転写ベルト４の周回移動によって２次転写ロール６が配置されている２次転写部に到る。フルカラー画像形成装置の場合には潜像の形成からトナー像の１次転写までを予定色（一般にはイエロー（Ｙ） 、マゼンタ（Ｍ） 、シアン（Ｃ） 及びブラック（Ｂｋ））分だけ繰り返して中間転写ベルト４上に多色トナーを重ね合わせたカラートナー像を形成する。
【００６４】
各色のトナー像を形成するため、現像装置ユニット３はイエロー現像器３−１、マゼンタ現像器３−２、シアン現像器３−３及びブラック現像器３−４の４色現像器からなる回転装置で構成され、感光体ドラム１に形成された各色の潜像を順次現像できるように構成されている。
【００６５】
感光体ドラム１に保持された第１色のトナー像が１次転写部で中間転写ベルト４上に転写された後、感光体ドラム１上の残留トナーは感光体クリーナ７で除去されるとともに図示しない除電器で電荷が中和された後、次の，第２色に対応する潜像の形成がなされる。第２色の静電潜像も第１色と同様にして現像され、その第２色のトナー像が中間転写ベルト４上の、先に転写された第１色のトナー像に重ねて転写される。以下、第３色以降についても同様にして中問転写ベルト４に多重転写され、その結果、中間転写ベルト４には未定着の複数色トナーが重畳したカラートナー像が形成される。
【００６６】
すべての色のトナー像が１次転写された中間転写ベルト４が２次転写位置に達する時点で、タイミングを合わせて給紙容器８から送り出された記録媒体としての記録紙Ｐが２次転写位置に給送される。
【００６７】
記録紙Ｐを２次転写ロール６及び中間転写ベルト４によって挟持して搬送する際、２次転写ロール６に印加される前記トナー像の帯電極性と逆極性の転写電圧で形成される転写電界により中間転写ベルト４のトナー像が記録紙Ｐに２次転写される。
【００６８】
トナー像が２次転写された記録紙Ｐは定着器９に送られ、加熱・加圧処理によりトナー像を記録紙Ｐに固定し、作像プロセスを終了する。なお、トナー像が２次転写された記録紙Ｐを除電するための除電器（図示せず）が２次転写ロール６の下流に配置される。
【００６９】
２次転写ロール６は、中間転写ベルト４に対して矢印Ｃ方向に接触・離間自在に設けられていて、記録紙Ｐの進入に合わせて接し、排出に合わせて離間する。２次転写ロール６は２次転写の終了とともに待避位置に戻る。また、中間転写ベルト４に対向して配置されているクリーナ１０も記録紙Ｐへ転写されなかったトナー像をクリ−ニングすべく、中間転写ベルト４に対して２次転写ロール６同様、接触・離間する。
【００７０】
中間転写ベルト４は、駆動ロール１１、アイドルロール１２、２次転写バックアップロール１３及びテンションロール１４により張架され、ベルト張架装置１５を構成している。そして、中間転写ベルト４は、駆動ロール１１により矢印Ｂ方向に搬送される。中間転写ベルト４には、該中間転写ベルト４が駆動ロール１１等、各ロールの軸方向での位置を規制するためのリブ部材が設けられている（図１及び図２参照）。
【００７１】
また、駆動ロール１１には、ベルトクリーナ１０や２次転写ロール６による負荷がかかったときにも中間転写ベルト４がスリップしないように、その表面に高摩擦処理が施されており、例えば高摩擦材料の被覆層が形成されている。この高摩擦処理としては、アルミニウム製ロールの表面に、ウレタンゴム等の高摩擦樹脂をコーテイングしたりして、長期に渡って駆動ロールと中間転写ベルトの摩擦係数を維持できるようにしている。
【００７２】
以上説明した本実施形態では、中間転写ベルトを張架するベルト張架装置として上記第１実施形態に係るベルト張架装置を適用しているので、中間転写ベルトの波打ちが抑制され、転写状態の変動が抑制される。結果、画像の濃淡発生等の画像欠陥が抑制される。
【００７３】
なお、本実施形態では、感光体ベルト、転写ベルト、搬送ベルト、帯電ベルト、定着ベルト等を備えた画像形成装置であってもよく、これらのベルトを張架するベルト張架装置として上記第１実施形態に係るベルト張架装置が適用され得る。
【００７４】
（試験例）
以下、第２実施形態に係る画像形成装置の試験例を示す。なお、本発明はこれらの試験例に何ら限定されるものではない。
【００７５】
−試験例−
次の構成のベルト張架装置を準備し、第２実施形態に係る画像形成装置と同様な構成の複写機（図５参照）に装着し、まず、温度２０℃湿度５５％ＲＨの環境下でマゼンタ色によるベタ画像を出力した。この際、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。
【００７６】
次に、複写機を３０℃湿度８５％ＲＨの環境下に移し、１２時間放置した後、当該環境下でマゼンタ色によるベタ画像を出力した。この際でも、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。
【００７７】
−ベルト張架装置の構成−
中間転写ベルト、駆動ロール、アイドルロール、２次転写バックアップロール及びテンションロールを準備し、中間転写ベルトを当該ロール群より張架した構成とした（図５参照）。なお、張架は、中間転写ベルトは、その周方向に３ｋｇのテンションがテンションロールにより負荷されるように行った。
【００７８】
・中間転写ベルト：厚さ０．１ｍｍ、ベルト幅３５０ｍｍ、外径Φ１６８ｍｍのポリイミド製無端ベルトの軸方向両端部の内周面に、幅５ｍｍ、厚さ１ｍｍのリブ部材をベルト端部から軸方向０．５ｍｍ内側にベルト周方向に沿って貼着した中間転写ベルト。
・駆動ロール、アイドルロール：アルミ製で直径φ２８ｍｍの張架ロール本体の軸方向両端にポリアセタール（ＰＯＭ）製のリブガイド部材を、ＳＡＥ（炭素鋼）製の皿バネ東海バネ工業（株）Ｂ−２８）を介して配設したロール。ＳＡＥ製の皿バネは、リブガイド部材同士の距離（ベルトのリブ部材と接触する部位同士間のロール軸方向の距離）を３３９ｍｍにするのに３ｋｇのバネ力（圧縮力）がかかるように用いた。
【００７９】
（比較例１）
試験例１において、駆動ロールとアイドルロールには皿バネを介さず（設けず）、張架ロール本体両端部にリブガイド部材を設置したこと以外は、試験例１と同様にして評価を行った。その結果、温度２０℃湿度５５％ＲＨの環境下におけるマゼンタ色によるベタ画像の出力では、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトには波うちがなく、画像上の濃淡もなかった。一方、３０℃湿度８５％ＲＨの環境下におけるマゼンタ色によるベタ画像の出力では、ベルト張架装置（ベルトユニット）の駆動ロール、アイドルロール間の中間転写ベルトに波うちが発生し、画像上の濃淡が発生した。
【００８０】
以上の試験例から、本試験例では、装置停止時に環境が変化してベルトが熱膨張しても波打ちが発生せず、画像の濃淡が発生しないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１実施形態に係るベルト張架装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る張架装置を示す部分断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】第１実施形態に係る無端ベルト示す斜視図である。
【図４】第１実施形態に係るバネ部材を示す斜視図である。
【図５】第２実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１ 感光体ドラム（像保持体）
２ 帯電器（帯電装置）
３ 現像装置ユニット（現像装置）
３−１ イエロー現像器（現像装置）
３−２ マゼンタ現像器（現像装置）
３−３ シアン現像器（現像装置）
３−４ ブラック現像器（現像装置）
４ 中問転写ベルト（無端ベルト）
５ １次転写ロール
６ ２次転写ロール
７ 感光体クリーナ
８ 給紙容器
９ 定着器（定着装置）
１０ ベルトクリーナ
１１ 駆動ロール
１２ アイドルロール
１３ ２次転写バックアップロール
１４ テンションロール
１５ ベルト張架装置
１００ ベルト張架装置
１１０ 無端ベルト
１１２ ベルト本体
１１４ リブ部材
１２０ 張架ロール
１２２ 張架ロール本体
１２４ リブ部材ガイド
１２６ バネ部材
１２８ シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト本体と、前記ベルト本体の軸方向における少なくとも一方の片側縁部の内周面に前記ベルト本体の周方向に沿って帯状に設けられた凸状部材と、を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に接触しベルトを張架するための張架部材本体と、前記張架部材本体の軸方向両端部側の少なくとも１方に配設され、前記凸状部材と接触して前記無端ベルトの軸方向の移動を規制する規制部材と、前記張架部材本体の軸方向端部と前記規制部材との間に配置され、前記張架部材本体の軸方向に伸縮する伸縮部材と、を有する張架手段と、
を備えることを特徴とするベルト張架装置。
【請求項２】
前記伸縮部材が、バネ部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト張架装置。
【請求項３】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記像保持体、前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも１つが、請求項１又は２に記載のベルト張架装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ベルト本体と、前記ベルト本体の軸方向における少なくとも一方の片側縁部の内周面に前記ベルト本体の周方向に沿って帯状に設けられた凸状部材と、を有する無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に接触しベルトを張架するための張架部材本体と、前記張架部材本体の軸方向両端部側の少なくとも１方に配設され、前記凸状部材と接触して前記無端ベルトの軸方向の移動を規制する規制部材と、前記張架部材本体の軸方向端部と前記規制部材との間に配置され、前記張架部材本体の軸方向に伸縮する伸縮部材と、を有する張架手段と、
を備えることを特徴とするベルト張架装置。
【請求項２】
前記伸縮部材が、バネ部材であることを特徴とする請求項１に記載のベルト張架装置。
【請求項３】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記像保持体、前記帯電手段、前記転写手段、及び前記定着手段の少なくとも１つが、請求項１又は２に記載のベルト張架装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１８５６４５（Ｐ２００８−１８５６４５Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７０３４（Ｐ２００７−１７０３４）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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