ベルト駆動装置及びそれを有する画像形成装置
【課題】従来のベルト駆動装置では、ローラ軸変位部材が変位する際に、ローラ外径表面とベルト表面の摺動摩擦による負荷が発生し、無端ベルトの周縁部に接触応力発生する。このため、無端ベルトの寿命が短くなる。
【解決手段】テンションローラ４３を軸方向に複数の分割ローラ４３−１〜４３−５に分割し、各分割ローラ４３−１〜４３−５が独立して回転可能な構成にした。このため、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦によるテンションローラ４３の傾斜負荷が軽減されスムーズに動作することが可能となる。その結果、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６の側面とに発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては無端転写ベルトである転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【解決手段】テンションローラ４３を軸方向に複数の分割ローラ４３−１〜４３−５に分割し、各分割ローラ４３−１〜４３−５が独立して回転可能な構成にした。このため、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦によるテンションローラ４３の傾斜負荷が軽減されスムーズに動作することが可能となる。その結果、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６の側面とに発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては無端転写ベルトである転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のローラに張架されて回転する無端ベルトを有するベルト駆動装置と、そのベルト駆動装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィス環境におけるカラー指向に対応して、カラー複写機等の画像形成装置が登場してきた。このカラー画像形成装置の印刷方式の１つに４連タンデム方式がある。この方式は、像担持体である感光体ドラムを４本並行に並べ、それぞれの感光体ドラム上に、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを用いてトナー像を形成し、このトナー像を無端ベルトの走行により搬送されてくる用紙又は無端ベルト上に順次転写してカラー画像を得る方式である。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置では、各色の色ずれが画像品質に大きく影響を及ぼす。この色ずれを発生させる原因の１つに、無端ベルトの蛇行による影響がある。この無端ベルトの蛇行を防止するため、無端ベルトの駆動ローラ若しくはテンションローラの端面に、規制板を無端ベルトの走行方向と平行に配置し、その無端ベルトの周縁部を規制板の板面（即ち、摺動面)に摺動させてガイドするようにしている。
【０００４】
規制板と摺動する無端ベルトの周縁部には、蛇行方向（＝ローラ軸方向）に働く力(以下「スラスト力」という。)が発生する。このスラスト力が大きいと、規制板との摺動面で無端ベルトが一時的に捲り上がる。この状態が継続すると、無端ベルトの捲り上がり部分の根本近傍に屈曲疲労が発生する。
【０００５】
更に、無端ベルトの周縁部に、スラスト力による段差、凹凸、うねり等がある場合、無端ベルトの周縁部に発生する接触応力が高くなってしまうため、段差部等が繰り返しフランジ部と当接することで、無端ベルトに亀裂が生じるような応力が生じてしまう場合があった。
【０００６】
上記の問題が発生した場合、結果として無端ベルトのベルト寿命が短くなってしまう場合がある。
【０００７】
上記問題を解決するために、例えば、以下の特許文献１において、ベルトのローラ軸方向への移動に応じてローラ軸に変位を与えるローラ軸変位部材をローラの端部に配設することによって、ベルトの蛇行を防止してベルト周縁部の摩耗を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１６２６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のベルト駆動装置では、ローラ軸変位部材が変位する際に、ローラ外径表面とベルト表面の摺動摩擦により、ローラの変位に対する負荷になってしまい、無端ベルトの周縁部に接触応力が発生する。このため、無端ベルトの寿命が短くなるという課題があった。
【００１０】
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、前述の無端ベルト周縁部に発生する応力を必要最小限にすることで、長寿命なベルト駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のベルト駆動装置は、無端ベルトと、前記無端ベルトを張架して回転走行させるための第１の回転軸を有する第１の回転部材及び第２の回転軸を有する第２の回転部材とを備え、前記第１の回転部材は、前記第１の回転軸方向に分割されている。
【００１２】
本発明の画像形成装置は、前記ベルト駆動装置と、前記無端ベルト上、又は前記無端ベルトによって搬送される記録媒体上に、画像を形成する画像形成部とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のベルト駆動装置によれば、第１の回転部材を第１の回転軸方向に分割したので、第１の回転部材の表面と無端ベルト内周面との摩擦による第１の回転部材の傾斜負荷が軽減される。その結果、無端ベルトの周縁部に発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては、無端ベルトの長寿命化が期待できる。
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、前記ベルト駆動装置を備えたので、画像形成装置の無端ベルトの信頼性が向上し、更に、保守コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例１における図２中の転写ベルトユニットの概略を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図３】図３は図１の転写ベルトユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は図１中の駆動ローラを示す構成図である。
【図５】図５は図１中の分割ローラ４３−１を示す斜視図である。
【図６】図６は図３中のテンションローラのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図７は図６（ｃ）中のテンションローラの端部を示す拡大図である。
【図８】図８は図１中のテンションローラの端部の動作を示す斜視図である。
【図９】図９は図１中のテンションローラの端部の構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は図３中の中間転写ベルトの蛇行状態を示す図である。
【図１１】図１１は図１中のテンションローラの傾斜動作１を示す図である。
【図１２】図１２は図１中のテンションローラの傾斜動作２を示す図である。
【図１３】図１３は図１中のテンションローラの傾斜動作３を示す図である。
【図１４】図１４は図１中のテンションローラの分割数と摩擦によるモーメントＭｓの減少率とを示すグラフである。
【図１５】図１５は本発明の実施例２における図１中のテンションローラを示す図である。
【図１６】図１６は、図１５（ｂ）中のテンションローラとテンションローラシャフトの部分図である。
【図１７】図１７は図１５（ｂ）のテンションローラの変形例を示す図である。
【図１８】図１８は図１５（ｂ）の構成を図１中の駆動ローラに適用した変形例を示す図である。
【図１９】図１９は図７中のテンションローラの端部の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【００１８】
この画像形成装置は、例えば、電子写真プリンタであり、例えば用紙である記録媒体Ｐが積層される媒体トレイ１１を有している。媒体トレイ１１の繰出し側には、記録媒体Ｐを１枚ずつ繰出す給紙部１２が設けられている。給紙部１２には、ある高さまで上昇した記録媒体Ｐに圧接するよう設けられたピックアップローラ１２ａと、このピックアップローラ１２ａにより繰出された記録媒体Ｐを１枚ずつに分離するためのフィードローラ１２ｂと、リタードローラ１２ｃとのローラ対が設けられている。給紙部１２に対し、記録媒体Ｐの搬送方向下流には、媒体搬送部１３が設けられている。媒体搬送部１３は、供給された記録媒体Ｐを後述する転写ローラ１５へ搬送するための複数の搬送ローラ対１３ａ，１３ｂ，１３ｃから構成されている。
【００１９】
画像形成部２０は、直列に並べられた４つのトナー像形成部３０（＝３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｋ）と、複数のトナー像形成部３０において形成されたトナー像を無端ベルト（例えば、中間転写ベルト）４１にクーロン力により１次転写する複数の転写ローラ１４（＝１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋ）と、中間転写ベルト４１上のトナー像を記録媒体Ｐに２次転写する転写ローラ１５とから構成されている。
【００２０】
複数のトナー像形成部３０は、トナー像を担持するための像担持体である複数のＯＰＣ（Organic Photo-Conductor；有機感光体）ドラム３１（＝３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｋ）と、このＯＰＣドラム３１の表面をマイナスに帯電させる複数の帯電ローラ３２（＝３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙ，３２Ｋ）と、帯電したＯＰＣドラム３１の表面に静電潜像を形成する発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）アレイから成る複数の印刷ヘッド３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）と、静電潜像にトナー像を形成する複数の現像ローラ３４（＝３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ，３４Ｋ）と、現像ローラ３４にトナーを供給する複数のトナー供給部３５（＝３５Ｃ，３５Ｍ，３５Ｙ，３５Ｋ）とから構成されている。
【００２１】
ベルト駆動装置（例えば、転写ベルトユニット）４０は、本画像形成装置の現像剤像担持体としてのトナー像担持体であり、転写ローラ１４で１次転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルト４１と、図示しない駆動部により駆動され、中間転写ベルト４１を、図２において反時計回り方向である矢印のベルト搬送方向Ｘに駆動する第２の回転部材（例えば、駆動ローラ）４２と、駆動ローラ４２に対向する位置で中間転写ベルト４１を張架する第１の回転部材としてのテンションローラ４３と、このテンションローラ４３におけるベルト搬送方向Ｘの上流側に配置された転写ローラ１５に対して中間転写ベルト４１を挟んで対向する位置に配置されたバックアップローラ４４とを有している。
【００２２】
２次転写を行う転写ローラ１５の下流には、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を、熱と圧力を加えて定着する定着部１６が設けられている。定着部１６は、表面が弾性体で形成されたアッパローラ１６ａ及びロワローラ１６ｂのローラ対を有している。このアッパローラ１６ａ及びロアローラ１６ｂの内部には、熱源となるハロゲンランプ１６ｃ，１６ｄがそれぞれ設けられている。
【００２３】
定着部１６の下流には、定着された記録媒体Ｐを外部に排出する複数の排出ローラ対１７ａ，１７ｂ，１７ｃが設けられている。画像形成装置の上部には、印刷された記録媒体Ｐを堆積するスタッカ部１８が設けられている。
【００２４】
図１は、本発明の実施例１における図２中の転写ベルトユニット４０の概略を示す斜視図である。更に、図３は、図１の転写ベルトユニット４０のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
転写ベルトユニット４０は、中間転写ベルト４１を駆動して走行させる駆動ローラ４２と、テンションローラシャフト４３ａを有するテンションローラ４３と、バックアップローラ４４との３本のローラにより、中間転写ベルト４１を張架するように構成されている。
【００２６】
図４は、図１中の駆動ローラ４２を示す構成図である。
図４に示すように、駆動ローラ４２は、駆動ローラシャフト４２ｂに固定され、駆動ローラシャフト４２ｂを保持する軸受け部４２Ｌ，４２Ｒによって、フレーム５１Ｌ，５１Ｒに対して、回転自在に配置されている。ここで、駆動ローラ４２は、中間転写ベルト４１を張架する。又、駆動ローラシャフト４２ｂには、駆動ギア４２ａが固定されており、画像形成装置に配設されている図示しないモータから駆動力を伝達されて、駆動ローラ４２、駆動ローラシャフト４２ｂ及び駆動ギア４２ａが一体となって、第２の回転軸としての回転軸Ｏ１を中心として回転駆動するように構成されている。
【００２７】
又、駆動ローラ４２は、アルミ製の金属ローラであり、表層にセラミックコーティングが施されている。駆動ローラ４２と中間転写ベルト４１との間に生じる摩擦力によって、中間転写ベルト４１が回転するように構成されている。
【００２８】
図３において、駆動ローラ４２のベルト搬送方向Ｘの下流側には、アルミ製のローラであるバックアップローラ４４が図示しない軸受を介して回転自在にフレーム５１Ｌ，５１Ｒに設置されている。バックアップローラ４４におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、第１の回転軸としてのテンションローラシャフト４３ａを有するテンションローラ４３が配置されている。テンションローラ４３は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向に連なるように配置された複数個（例えば、５個）の分割部分（例えば、分割ローラ）４３−１，４３−２，４３−３，４３−４，４３−５を有している。
【００２９】
図５は、図１中の分割ローラ４３−１を示す斜視図である。
図５に分割された複数の分割ローラ４３−１〜４３−５の内の分割ローラ４３−１を示す。分割された複数の分割ローラ４３−１〜４３−５にそれぞれ形成された嵌合穴４３−１ａ〜４３−５ａにテンションローラ４３ａが連通している。
【００３０】
そのため、これらの複数の分割ローラ４３−１〜４３−５は、互いに独立して回転可能であり、図６で後に説明するＥリング５８によって、テンションローラシャフト４３ａ軸方向に対して固定されている。
【００３１】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３中のテンションローラ４３のＢ−Ｂ断面図である。
テンションローラシャフト４３ａの一端には、第３の回転部材（例えば、プーリ）５６が取り付けられており、このプーリ５６の後に図７で説明するフランジ部５６ｂと中間転写ベルト４１の側面とが接するように構成されている。図６（ａ）に示すように、プーリ５６において、中間転写ベルト４１と当接する面Ａと反対側の面Ｂには、軸変位部材（例えば、レバー）５５が接しており、このレバー５５がフレーム５１Ｌに対して第３の回転軸としての回転軸Ｏ３を中心に回動自在に取り付けられている。
【００３２】
テンションローラシャフト４３ａにおいて、プーリ５６が取り付けられた側の端部には、軸受５４Ｌが取り付けられている。更に、端部は、図１に示すようにフレーム５１Ｌに対して回動軸５２ａで回動可能に取り付けられたアーム５２を備え、このアーム５２に設けられたレール部５２ｂに沿って、軸受５４Ｌが移動可能に配置されている。
【００３３】
軸受５４Ｌとアーム５２との間に、圧縮コイルばねであるテンションスプリング５３Ｌが設置されており、中間転写ベルト４１に張力を発生させている。
【００３４】
テンションローラシャフト４３ａのプーリ５６が取り付けられた方向とは反対側の端部には、軸受５４Ｒが取り付けられている。軸受５４Ｒは、フレーム５１Ｒに設けられた図示しないレール部に沿って移動可能に配置されている。軸受５４Ｒとフレーム５１Ｒとの間には、圧縮コイルばねであるテンションスプリング５３Ｒが設置されており、中間転写ベルト４１に張力を発生させている。
【００３５】
テンションローラ４３におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、ベルト規制手段であるベルト規制ローラ対５７が設けられている。ベルト規制ローラ対５７は、ローラ５７ａとローラ５７ｂとから構成されており、互いに中間転写ベルト４１を挟んだ位置に配置されている。ローラ５７ａ及びローラ５７ｂは、両端をフレーム５１Ｌ，５１Ｒに図示しない軸受を介して回転自在に配置され、中間転写ベルト４１の回転軌跡を規制している。
【００３６】
ベルト規制ローラ対５７におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、１次転写を行う複数の転写ローラ１４（＝１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋ）が、図示しない軸受を介してフレーム５１Ｌ，５１Ｒに回転自在に支持されている。複数の転写ローラ１４は、中間転写ベルト４１を挟み込んで、トナー像形成部３０を構成するＯＰＣドラム３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｋ、に図示しない付勢手段により付勢されている
【００３７】
テンションローラ４３と軸受５４Ｒとの間には、そのテンションローラ４３の規制部材としてのＥリング５８及びスペーサ５９が設けられている。テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部には、プーリ５６が取り付けられており、このプーリ５６と中間転写ベルト４１の側面が接するように構成されている。プーリ５６において、中間転写ベルト４１と当接する面と反対側の面には、第３の回転軸Ｏ３を有するレバー５５が接しており、このレバー５５がフレーム５１Ｌに取り付けられている。
【００３８】
テンションローラ４３の分割ローラ４３−１，４３−２，４３−３，４３−４，４３−５は、テンションローラシャフト４３ａによって回動自在に軸支され、隣接する分割ローラ４３−１〜４３−５の間に間隙ｄが設けられており、摩擦負荷の発生を抑制するように構成されている。
【００３９】
間隙ｄは、テンションローラ４３のベルト張架部４３ｃの径よりも小さい径を有するリング状のボス部４３ｂをテンションローラシャフト４３に設けることで形成されている。
【００４０】
テンションローラ４３は、軸受５４Ｌ，５４Ｒとテンションローラシャフト４３ａとの嵌合によって支持されている。軸受５４Ｒ側におけるスラスト方向へのテンションローラ４３の動作は、軸受５４Ｒ側に設けられたスペーサ５９とＥリング５８とによって規制されている。ここで、軸受５４Ｒ，５４Ｌは自動調心機能を有しており、テンションローラ４３の傾斜に追従するように構成されている。
【００４１】
図６（ｂ）は、駆動ローラ４２の第２の回転軸Ｏ１とテンションローラ４３の第１の回転軸Ｏ２とが平行であり、中間転写ベルト４１は、安定した走行を行っている状態を示している。
【００４２】
図６（ａ）は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で上方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、第３の回転軸Ｏ３で回転して軸受５４Ｌ付近にある。
【００４３】
図６（ｃ）は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、回転軸Ｏ３で回転してプーリ５６を押圧する方向に動作するので、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が軸受５４Ｒ側に寄っている。
【００４４】
図７は、図６（ｃ）中のテンションローラ４３の端部を示す拡大図である。
図７は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図５における下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の端部の状態を示している。テンションローラ４３の傾斜に伴って、レバー５５が回転軸Ｏ３に矢印ａ方向に回転し、プーリ５６をＤ２方向に押圧する状態を示している。
【００４５】
プーリ５６のベルト当接部（例えば、フランジ部）５６ｂに形成されたテーパ部５６ａは、中間転写ベルト４１がフランジ部５６ｂを仮に乗り越えた場合に元の位置に誘導するための役割を有している。
【００４６】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１中のテンションローラ４３の端部の動作を示す斜視図である。
【００４７】
図８（ｂ）は、図６（ｂ）の状態を示しており、中間転写ベルト４１が安定した走行を行っている状態を示している。
【００４８】
図８（ａ）は、図６（ａ）の状態を示しており、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で上方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。レバー５５は、アーム５２に接触している。
【００４９】
図８（ｃ）は、図６（ｃ）の状態を示しており、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、回転軸Ｏ３で回転してプーリ５６を押圧する方向に動作するので、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が軸受５４Ｒ側に寄っている。
【００５０】
図９は、図１中のテンションローラ４３の端部の構成を示す斜視図である。
レバー５５は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２対して一定角度だけ傾斜した回転軸Ｏ３を有している。小判穴５５ａには、図示しないテンションローラシャフト４３ａが回転可能に、且つスライド可能に貫通されるように構成されている。レバー５５のプーリ５６に対向する面には、プーリ５６と接触する凸部５５ｂが設けられている。アーム５２のレール部５２ｂには、軸受５４Ｌと、テンションスプリング５３Ｌとが設けられている。
【００５１】
レバー５５は、図６（ｂ）の状態におけるテンションローラ４３の回転軸Ｏ２に対して傾斜した回転軸Ｏ３を有するので、図６（ｃ）に示すように、テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部が、図６における下方向に傾斜したときには、レバー５５も下方向で、且つテンションローラ４３に近づく方向に回転してプーリ５６を押圧するように動作する。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部が、図６における上方向に傾斜したときには、レバー５５も上方向で、且つテンションローラ４３から遠ざかる方向に回転して移動する。
【００５３】
図１０（ａ１）、（ａ２）、（ｂ１）、（ｂ２）は、図３中の中間転写ベルト４１の蛇行状態を示す図である。
【００５４】
中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２によりベルト搬送方向Ｘへ循環回転する。中間転写ベルト４１が回転するとき、駆動ローラ４２、テンションローラ４３及びバックアップローラ４４の平行度が悪いと、中間転写ベルト４１が走行方向と直行する方向に蛇行する。
【００５５】
例えば、図１０（ａ１）、（ａ２）において、テンションローラ４３の右側の軸端部（図６における軸受５４Ｌ側）が上方向にねじれた場合には、中間転写ベルト４１は、巻きついたローラの軸に垂直に走行するので、中間転写ベルト４１が、図１０（ａ１）に示すようなベルトの走行軌跡Ｘｔを示し、結果として、ベルト搬送方向Ｘに対し直行するベルト蛇行方向Ｙ１へ蛇行する。テンションローラ４３が１回転するときには、蛇行により、移動量ｍだけ中間転写ベルトがベルト蛇行方向Ｙ１に移動する。なお、ベルト走行軌跡Ｘｔにおいて、ベルトの表面の軌跡を実線で表し、ベルトの裏側の軌跡を破線で表している。
【００５６】
図１０（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、逆に軸端部が下方向へ捩じれた場合には、中間転写ベルト４１がベルト蛇行方向Ｙ２へ蛇行する。
【００５７】
中間転写ベルト４１の蛇行の原因は、駆動ローラ４２、テンションローラ４３及びバックアップローラ４４の捩じれによる他、中間転写ベルト４１の張力の不均一(例えば、本実施例１では、テンションローラシャフト４３ａ両端のスプリング５３Ｌ，５３Ｒの付勢力の不均一)、中間転写ベルト４１の左右の周長差、中間転写ベルト４１を張架するローラ(本実施例１では、駆動ローラ４２、テンションローラ４３、及びバックアップローラ４４)の円筒度等がある。
【００５８】
図１１は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作１を示す図である。
図１１は、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との状態を模式的に示した図である。テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に傾斜すると、このテンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とに滑りが発生し、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃが回転軌跡Ｒ２で回動したとき、滑り部６０が形成されることを示している。
【００５９】
図１２は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作２を示す図である。
図１２は、テンションローラ４３が分割されていない場合の傾斜動作を示す図である。テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃを軸として、表面が中間転写ベルト４１の内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を転写模式的に示した図である。
【００６０】
図１３は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作３を示す図である。
図１３は、均等幅に５分割された各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸として、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面との間に、相対的に回転するように滑りが発生している状態を模式的に示している。
【００６１】
（実施例１における画像形成装置全体の動作）
図２を用いて画像形成装置全体の動作について説明する。
【００６２】
図２において、画像形成装置は、図示しない上位装置から画像データを受信し、図示しない制御部により、画像形成動作が指示される。図示しない駆動モータにより給紙部１２のピックアップローラ１２ａが駆動されて回転し、媒体トレイ１１から記録媒体Ｐを繰り出す。ピックアップローラ１２ａにより繰出された記録媒体Ｐは、フィードローラ１２ｂとリタードローラ１２ｃのローラ対のニップ位置まで搬送され、１枚ずつに分離される。
【００６３】
給紙部１２により１枚に捌いて繰出された記録媒体Ｐは、媒体搬送部１３へ送られ、搬送ローラ対１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより２次転写部である転写ローラ１５へと送られる。
【００６４】
複数の帯電ローラ３２は、複数のＯＰＣドラム３１の表面をマイナスに帯電する。上位装置から受信した画像データに基づいて、複数の印刷ヘッド３３は、複数のＯＰＣドラム３１表面を照射し、マイナスに帯電したＯＰＣドラム３１の表面に静電潜像を形成する。
【００６５】
複数の現像ローラ３４は、複数のトナー供給部３５から供給されるトナーにより可視画像（＝トナー像）をＯＰＣドラム３１上に形成する。ＯＰＣドラム３１に担持されたトナー像は、１次転写部である複数の転写ローラ１４のニップ部で、中間転写ベルト４１上に転写され、中間転写ベルト４１上に帯電したトナー像を形成する。
【００６６】
トナー像形成部３０のＯＰＣドラム３１と中間転写ベルト４１とは、同期して駆動され、中間転写ベルト４１に色の異なるトナー像を順次重ね合せて転写する。中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト４１により、２次転写部である転写ローラ１５まで搬送される。転写ローラ１５において、図示しない電源装置により電圧を印加された転写ローラ１５と、フレームグランドに接続されたバックアップローラ４４との間で発生した電界により、トナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。
【００６７】
転写ローラ１５でトナー像を転写された記録媒体Ｐは、定着部１６へ送り出される。定着部１６は、記録媒体Ｐに熱と圧力を加え、トナーを融解して記録媒体Ｐに定着させる。その後、記録媒体Ｐは、複数の排出ローラ対１７ａ，１７ｂ，１７ｃによりスタッカ部１８へと排出される。
【００６８】
（実施例１における転写ベルトユニットの動作）
図６、図７及び図８を用いて本実施例１の転写ベルトユニット４０の動作について説明する。
【００６９】
画像形成装置の設置面の平面度、フレームの撓み、組立寸法誤差等の影響により、図６（ｃ）に示すように、テンションローラ４３の端部が斜傾することがある。この場合、テンションローラ４３を構成するテンシヨンローラシャフト４３ａも斜傾するため、テンションローラシャフト４３ａと小判穴５５ａにおいて遊嵌しているレバー５５は、小判穴５５ａのＥ１においてテンションローラシャフト４３ａによってＤ１方向の力を受け、フレーム５１Ｌに対して固定されている回転軸Ｏ３を中心に矢印ａの方向に回動する。
【００７０】
レバー５５とテンションローラ４３との間で、且つテンションローラシャフト４３ａの軸方向に摺動可能に嵌合されたプーリ５６は、レバー５５のａ方向への回動に伴い、点Ｅ２おいてレバー５５と当接する。この当接によって、プーリ５６は、レバー５５からＤ２方向への力を受ける。そのため、プーリ５６は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向におけるＤ２方向に摺動する。
【００７１】
中間転写ベルト４１は、プーリ５６に形成されたフランジ部５６ｂに当接しているので、プーリ５６の軸方向への摺動に伴い、点Ｅ３においてＤ３方向の力を受ける。このため、軸受５４Ｒ側に寄っている状態となる。
【００７２】
ここで、図示しないモータによって駆動ローラ４２の駆動が開始され、この駆動ローラ４２の回転に伴って、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が従動する。このとき、中間転写ベルト４１は、図１０で説明した通り、ベルト蛇行方向Ｙ２へ蛇行し、それに伴い、中間転写ベルト４１は、中間転写ベルト４１の周面端部と当接する点Ｅ３，Ｅ４を含むフランジ５６ｂを有するプーリ５６を、Ｄ３方向と反対の方向へ力Ｆで押圧する。
【００７３】
その結果、プーリ５６は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向であるベルト蛇行方向Ｙ２に沿って摺動する。プーリ５６のベルト蛇行方向Ｙ２への摺動に伴って、Ｄ２方向の反対方向にレバー５５が押され、レバー５５がｂ方向へ回動する。レバー５５の回動に伴って、テンションローラシャフト４３ａは、レバー５５の小判穴５５ａに規制されて、Ｄ１方向と反対方向に移動しようとする。
【００７４】
このとき、軸受５４Ｌを支持しているアーム５２は、回動軸５２ａにおいて、図１に示すｆ方向に回動し、この回動に伴って軸受５４Ｌがｆ方向、即ち図６（ｂ）に示す状態に近づくように動作する。理論的には図６（ｂ）の状態で安定状態となるが、テンションローラ４３の重量、アーム５２の重量、及び各部品間の摩擦力等と、中間転写ベルト４１が蛇行するベルト蛇行方向Ｙ２への力Ｆとが、バランスする位置で安定して走行する。
【００７５】
駆動ローラ４２回転軸Ｏ１及びバックアップローラ４４の回転軸が平行であった場合、図６（ｂ）のような位置では、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２と、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１とが略平行となるため、中間転写ベルト４１の蛇行が減少し、この位置で蛇行は収まり安定して走行することとなる。
【００７６】
図６（ａ）に示す位置にテンションローラ４３が斜傾した場合には、図６（ｃ）の状態から安定となる動作とは反対に、中間転写ベルト４１が、ベルト蛇行方向Ｙ１へ蛇行し、プーリ５６は同じくベルト蛇行方向Ｙ１へ移動する。レバー５５は、テンションローラ４３の自重により、回転軸Ｏ３を中心に下右方向へ回転し、凸部５５ｂがプーリ５６を下右方向へ移動し、図６（ｂ）に示す状態と近い状態となり、中間転写ベルト４１が、安定して走行する。
【００７７】
以上、テンションローラ４３の位置による動作として、図６（ｃ）から図６（ｂ）の状態への動作（ケース１の動作）と、図６（ａ）から図６（ｂ）への動作（ケース２の動作）の２つのケースを説明したが、テンションローラ４３がどの方向に傾斜しても、レバー５５は、中間転写ベルト４１の蛇行を常に低減し打ち消す方向へテンションローラ４３を傾斜させる。
【００７８】
例えば、転写ベルトユニット３０の組み立て時に、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３の位置を予め決められた位置に組み立てる必要はなく、中間転写ベルト４１を走行させればプーリ５６と中間転写ベルト４１の周縁部にベルト蛇行方向Ｙ１又はベルト蛇行方向Ｙ２に働くスラスト力が発生し、中間転写ベルト４１は、蛇行もなく安定して走行することが可能となる。
【００７９】
このように、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２と、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１及びバックアップローラ４４の回転軸とが略平行となり、中間転写ベルト４１の蛇行は収まり安定して走行する。このとき、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６とは、常に弱い接触力で当接している状態に保つことができる。
図１１、図１２、及び図１３を用いて、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面と、テンションローラ４３表面の摩擦負荷の影響について説明する。
【００８０】
図１１は、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１内周面とテンションローラ４３の表面の状態を模式的に示している。テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に傾斜すると、テンションローラ４３は、中間転写ベルト４１の内周面を中間転写ベルト４１に連れまわされながら回転する。テンションローラ４３は、中間転写ベルト４１の略全幅を張架する長さで構成されているため、中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面に滑りが発生する。
【００８１】
このとき、テンションローラ４３の回転支点Ｏ１ａから近いところと遠いところでは、滑り量に差が生じる。ここで、テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃが軌跡Ｒ２で回動したとき、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃにおいて、中間転写ベルト４１の内周面との間に滑りが発生しないとした場合、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とは、相対的に幅方向中心Ｒ２Ｃを軸として回転する滑りが発生し、滑り部６０が形成される。
【００８２】
即ち、中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との間に、摩擦負荷が発生することになる。中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との間に摩擦負荷が発生すると、テンシヨンローラ４３の傾斜動作がスムーズに動作せずに図４、図５、及び図６で説明した蛇行調整が機能しなくなる。
【００８３】
図１２は、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃに、表面が中間転写ベルト４１内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を模式的に示している。図１２においては、テンションローラ４３は、分割されていない。
【００８４】
図１２中のテンションローラ４３のローラの幅をＢ、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する単位幅当りの摩擦カをＳ（中間転写ベルト４１の張力によるテンションローラ４３の幅方向の張架力及び摩擦力は一定と仮定）、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃを軸としたときに発生するモーメントをＭｃ、テンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントをＭｓ（ローラ端部の中心をテンションローラ４３の傾斜中心と仮定）、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面で発生する摩擦力をＦとする。
【００８５】
このときテンションローラ４３の左右に均等に発生する摩擦力Ｆは
Ｆ＝（Ｂ／２）×Ｓ ・・・・・ （１）
で表される。この摩擦力Ｆは、幅方向の摩擦力分布は一定としたとき、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃからの距離ｒ＝Ｂ／４だけ離れた左右に発生する。このときのモーメントをＭｃは、
Ｍｃ＝２×Ｆ×ｒ
Ｍｃ＝（１／４）×Ｂ２×Ｓ ・・・・・（２）
となる。
【００８６】
右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントＭｓは、Ｍｃの幅方向中心Ｒ２ＣからＭｓの中心Ｏ３ａまでの距離をｒ＝Ｌ／２とすると、
Ｍｓ＝Ｍｃ／ｒ
Ｍｓ＝（２／Ｂ）×Ｍｃ
Ｍｓ＝（１／２）×Ｂ×Ｓ ・・・・・・（３）
となる。
【００８７】
次に、本実施例１の構成である均等幅に５分割されたテンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との摩擦負荷の影響について説明する。
【００８８】
図１３は、均等幅に５分割された各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面において、各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５に、中間転写ベルト４１の内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を転写模式的に示している。
【００８９】
前述した図１２の場合と同様に、５分割された場合においても、テンションローラ４３が回転中心Ｏ３ａを軸にして傾斜する。各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５が、中間転写ベルト４１の内周面と滑り無く転動した場合、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面とは、相対的に幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸として回転するような滑りが発生することになる。
【００９０】
図１３中のテンションローラ４３の幅Ｂを、テンションローラ４３の分割数をｔ、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する単位幅当りの摩擦力をＳ（中間転写ベルト４１の張力によるテンションローラ４３の幅方向の張架力及び摩擦力は一定と仮定）、各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸としたときに発生するモーメントをＭｃ、前記５つ全てのモーメントＭｃをテンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントをＭｓ（テンションローラ４３の端部の中心をテンションローラ４３の傾斜中心と仮定）、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する摩擦力をＦとする。
【００９１】
このとき、各分割ローラ４３−１〜４３−５の左右に均等に発生する摩擦力Ｆは、
Ｆ＝Ｂ×Ｓ／（２×ｔ） ・・・・・（４）
で表される。
【００９２】
摩擦力Ｆは、幅方向の摩擦力分布を一定としたとき、各分割ローラ４３−１〜４３−５の各幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５からの距離ｒだけ離れた左右に発生する。このとき、距離ｒと距離ｒに発生するモーメントＭｃは、次の通りである。
ｒ＝Ｂ／４×ｔ
Ｍｃ＝２×Ｆ×ｒ
Ｍｃ＝Ｂ２×Ｓ／（４×ｔ２） ・・・・（５）
【００９３】
次に、テンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントＭｓを求める。なお、以下の式において、Ｎは分割数を意味している。
【００９４】
モーメントＭｓの中心Ｏ３ａから各Ｍｃの中心である各幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５までの距離を
ｒｎ＝Ｂ｛（ｋ−１）／ｔ＋（１／２×ｔ）｝
とすると、
【００９５】
【数１】
【００９６】
ここで、式（５）を代入すると、
【００９７】
【数２】
【００９８】
【数３】
【００９９】
となる。
【０１００】
式（７）に分割数ｔ＝１を代入すると
Ｍｓ＝（１／２）×Ｂ×Ｓ
となり、前述した式（３）と同一の式になる。
【０１０１】
式（７）に本実施例１の分割数ｔ＝５を代入すると、
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
となり、分割数ｔ＝１に対して３６％程度までＭｓを減少させることができる。
【０１０４】
式（７）によれば、分割数ｔ＝１のときのＭｓを１００％としたときの分割数ｔ＝１〜１０のＭｓの比率は次の表１のとおりである。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
図１４は、図１中のテンションローラ４３の分割数ｔと摩擦によるモーメントＭｓの減少率とを示すグラフである。
【０１０７】
図１４において、横軸は、分割数ｔ、縦軸は、分割数ｔ＝１におけるモーメントＭｓを１００％としたときの分割数ｔ＝１〜１０のモーメントＭｓの比率を示している。
【０１０８】
図１４によれば、摩擦により発生するモーメントＭｓの比率の変曲点が、テンションローラ４３の分割数ｔ＝３．３付近において存在している。これは、テンションローラ４３の分割数をｔ＝４以上にすることで、本実施例１による効果がより得られることを指し示している。
【０１０９】
理論上、分割数ｔを多くすれば多くするほど、本実施例１による効果がより得られることが考えられるが、実際はテンションローラ４３を分割した分割ローラ４３−１〜４３−５のそれぞれの幅を３０ｍｍ以上とするのが好ましい。３０ｍｍ未満の場合には、テンションローラ４３とテンションローラシャフト４３ａとの嵌合にがたが発生し易くなり、かえって負荷となるためである。
【０１１０】
分割数ｔの上限値は、画像形成装置が扱う記録媒体Ｐとしての最大用紙サイズで決まる。例えば、Ａ３サイズの用紙を最大用紙として取り扱う画像形成装置においては、テンションローラ４３の幅Ｌは、用紙幅２９７ｍｍ＋４０ｍｍ程度となり、Ａ４サイズの用紙を最大用紙として取り扱う画像形成装置においては、テンションローラ４３の幅Ｌは、用紙幅２１０ｍｍ＋４０ｍｍ程度となる。
【０１１１】
つまり、Ａ３サイズの用紙を最大用紙として取り扱う装置の場合は、分割数を１０個以下、Ａ４サイズの用紙を最大用紙として取り扱う装置の場合は、分割数を８個以下とすることが好ましい。以上のことより、Ａ３サイズを最大サイズとして取り扱う場合には、テンションローラ４３の分割数ｔは、４以上１０以下が好ましく、Ａ４サイズを最大サイズとして取り扱う場合は、テンションローラ４３の分割数は４以上８以下とすることが好ましい。
【０１１２】
このように、テンションローラ４３を軸方向に複数分割することで、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦による、テンションローラ４３の傾斜動作に与える負荷が軽減される。
【０１１３】
即ち、テンションローラ４３に対して中間転写ベルト４１を蛇行させながらプーリ５６のフランジ部５６ｂによって安定位置へ案内する機構において、常にテンションローラ４３と中間転写ベルト４１との間の摩擦力を分散させることで、フランジ部５６ｂと中間転写ベルト４１との当接負荷が一定となるため、過負荷が中間転写ベルト４１に加わり、この中間転写ベルト４１がフランジ部５６ｂに乗り上げてしまうことを防止することができる。
【０１１４】
なお、本実施例１においては、説明を分かり易くするため、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃにおいて、テンションローラ４３と中間転写ベルト４１との間に滑りが発生しない場合を仮定して説明したが、滑りが発生しないポイントをテンションローラ４３の回転軸Ｏ２上のどこにとっても同様のことがいえる。
【０１１５】
（実施例１の効果）
本実施例１の転写ベルトユニット４０によれば、テンションローラ４３を軸方向に複数の分割ローラ４３−１〜４３−５に分割し、各分割ローラ４３−１〜４３−５が独立して回転可能な構成にしている。このため、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦によるテンションローラ４３の傾斜負荷が軽減され、スムーズに動作することが可能となる。その結果、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６の側面とに発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【実施例２】
【０１１６】
（実施例２の構成）
図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例２における図１中のテンションローラ４３を示す図である。更に、図１６は、図１５（ｂ）中のテンションローラ４３とテンションローラシャフト４３ａの部分図である。
【０１１７】
本実施例２の構成は、実施例１の構成とほぼ同様である。本実施例２では、実施例１のテンションローラ４３に代えて、これと構成の異なるテンションローラ４３Ａを有している。
【０１１８】
実施例１のテンションローラ４３は、図１５（ａ）に示すように、複数の分割された分割ローラ４３−１〜４３−５のローラ外径Ｇ１が、中央部と端部が同じローラ径である所謂ストレート形状である。これに対し、本実施例２では、図１５（ｂ）に示すように、複数の分割された分割ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５の中央部の外径Ｇ３と端部の外径Ｇ２とが異なっている。
【０１１９】
即ち、本実施例２のテンションローラ４３Ａは、端部の外径Ｇ２が中央部の外径Ｇ３よりもわずかに小さい径である所謂クラウン形状を有している点で、実施例１のテンションローラ４３と異なっている。
【０１２０】
テンションローラ４３Ａの端部の外径Ｇ２と中央部の外径Ｇ３との外形差は、テンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒにより、中間転写ベルト４１に張力を与えたときに発生するテンションローラシャフト４３ａの中央部の撓み量を考慮した外径差となっている。
【０１２１】
図１６に示すように、テンションローラ４３Ａの部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５は、テンションローラシャフト４３ａに連通して嵌合しており、隣接する部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５との間に空隙を設けるため、各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５には、ボス部４３Ａｂ−１〜４３Ａｂ−５が設けられている。又、テンションローラ４３Ａは、クラウン形状となっており、中央部の外径Ｇ３に対して両端部の外径Ｇ２が小さくなっている。矢印方向Ｅに負荷が与えられて、テンションローラシャフト４３ａが撓んだとき、空隙によって各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５が互いに干渉することを防止し、各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５もテンションローラシャフト４３ａの撓みに追従することでテンションローラ４３ＡのＦ側の周面が略直線状となるように構成されている。
【０１２２】
（実施例２の動作）
本実施例２における画像形成装置及び転写ベルトユニット４０の動作は、実施例１とほぼ同様である。
【０１２３】
本実施例２におけるテンションローラ４３Ａの動作について説明する。
図１５（ａ）に示すように、複数分割されたストレート形状のテンションローラ４３において、テンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒにより、中間転写ベルト４１に張力を与えた場合、テンションローラシャフト４３ａに撓みが発生し、中間転写ベルト４１に与えるローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ１とローラ中央部の単位幅当りの張架力Ｔ２とに差が発生してしまう。
【０１２４】
テンションローラ４３を分割することで、テンションローラ４３全体の曲げ強度が減少してしまうために、張架力の差が顕著になる傾向にある。テンションローラシャフト４３の強度や、テンションローラ４３に張架力を与えるテンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒの設定によっては、テンションローラ４３の両端部に大きな張架力が集中して発生してしまい、中間転写ベルト４１の周方向の引張り応力が増加して寿命を早めてしまう結果となってしまう。
【０１２５】
この場合、テンションローラシャフト４３の剛性を上げることも有効であるが、剛性を上げるために、シャフト外径の増加、中空シャフトの使用等を行うと、テンションローラシャフト４３ａの重量増加やコストアップが発生する。
【０１２６】
これに対し、図１５（ｂ）に示す本実施例２のように、テンションローラ４３Ａを軸方向に複数分割した場合においても、テンションローラ４３Ａをクラウン形状とすることにより、テンションローラシャフト４３ａの剛性を増加させることなく、ローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ３と、ローラ中央部の単位幅当りの張架力Ｔ４との差を小さくすることが可能になる。
【０１２７】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１の効果に加え、次のような効果がある。
【０１２８】
即ち、本実施例２によれば、テンションローラ４３Ａを軸方向に複数分割した場合において、テンションローラ４３Ａをクラウン形状とすることで、ローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ３を小さくすることができ、テンションローラ４３Ａをスムーズに動作させることが可能となる。このため、中間転写ベルト４１の周縁部に発生する引張り応力を減少させるという効果が得られ、転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【０１２９】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｆ）のようなものがある。
【０１３０】
（ａ） 実施例１、２では、ベルト駆動装置を電子写真プリンタの転写ベルトユニット４０に適用した例で説明したが、電子写真方式を利用して記録媒体Ｐ上に画像を形成する複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも適用可能である。
【０１３１】
（ｂ） 実施例１、２では、中間転写ベルト４１に直接画像を形成し、その後に、記録媒体Ｐに画像を転写させる中間転写方式に適用した例について説明したが、記録媒体Ｐに直接、画像が形成される直接転写方式の電子写真プリンタにも適用可能である。
【０１３２】
（ｃ） 実施例１、２では、電子写真式プリンタの転写ベルトユニット４０に適用した例について説明したが、無端状のベルトを用いる電子写真式プリンタの定着器、用紙搬送装置、更には電子写真式プリンタに限らず、無端状のベルトを用いるベルト駆動装置にも適用することができる。
【０１３３】
（ｄ） 図１７は、図１５（ｂ）のテンションローラ４３の変形例を示す図である。
実施例２では、複数分割されたテンションローラ４３Ａをクラウン形状で構成した例について説明したが、図１７に示すように、テンションローラ４３Ｂの中央部に向かつてローラ径が徐々に大きくなるテーパ形状を有するローラで、隣接するローラの端部がローラ外径に段差無く構成することで、実施例２と同様の効果が得られる。
【０１３４】
（ｅ） 図１８は、図１５（ｂ）の構成を図１中の駆動ローラ４２に適用した変形例を示す図である。
【０１３５】
実施例１、２では、中間転写ベルト４１の蛇行調整を行う傾斜可能なアライメントローラの例について説明したが、中間転写ベルト４１を張架するためのバックアップローラ４４や、図１８に示すように、中間転写ベルト４１を張架し駆動力を与える駆動ローラ４２Ａに対しても適用可能である。駆動ローラ４２Ａに適用する場合には、複数分割された中央のローラ４２ｃは、駆動ローラシャフト４２ｂに回転固定され、且つローラ表面には高い摩擦力を有し、その両端部には端部に向かつてわずかにローラ外径が小さくなるテーパ形状を有するローラ４２ｄが、駆動ローラシャフト４２ｂに回転自在に具備されることで、実施例２と同様の効果が得られる。
【０１３６】
（ｆ） 図１９は、図７中のテンションローラ４３の端部の変形例を示す拡大図である。
実施例１、２に用いられる中間転写ベルト４１の周縁部には、図１９に示すような補強部材４１ａやガイド部材４１ｂを設けてもよい。このような構成においても、実施例１、２と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１３７】
２０ 画像形成部
３０ トナー像形成部
４０ 転写ベルトユニット
４１ 中間転写ベルト
４２ 駆動ローラ
４３，４３Ａ，４３Ｂ テンションローラ
４３ａ テンションローラシャフト
５１Ｌ，５１Ｒ フレーム
５２ アーム
５３Ｌ，５３Ｒ テンションスプリング
５４Ｌ，５４Ｒ 軸受
５５ レバー
５６ プーリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のローラに張架されて回転する無端ベルトを有するベルト駆動装置と、そのベルト駆動装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィス環境におけるカラー指向に対応して、カラー複写機等の画像形成装置が登場してきた。このカラー画像形成装置の印刷方式の１つに４連タンデム方式がある。この方式は、像担持体である感光体ドラムを４本並行に並べ、それぞれの感光体ドラム上に、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のトナーを用いてトナー像を形成し、このトナー像を無端ベルトの走行により搬送されてくる用紙又は無端ベルト上に順次転写してカラー画像を得る方式である。
【０００３】
このようなカラー画像形成装置では、各色の色ずれが画像品質に大きく影響を及ぼす。この色ずれを発生させる原因の１つに、無端ベルトの蛇行による影響がある。この無端ベルトの蛇行を防止するため、無端ベルトの駆動ローラ若しくはテンションローラの端面に、規制板を無端ベルトの走行方向と平行に配置し、その無端ベルトの周縁部を規制板の板面（即ち、摺動面)に摺動させてガイドするようにしている。
【０００４】
規制板と摺動する無端ベルトの周縁部には、蛇行方向（＝ローラ軸方向）に働く力(以下「スラスト力」という。)が発生する。このスラスト力が大きいと、規制板との摺動面で無端ベルトが一時的に捲り上がる。この状態が継続すると、無端ベルトの捲り上がり部分の根本近傍に屈曲疲労が発生する。
【０００５】
更に、無端ベルトの周縁部に、スラスト力による段差、凹凸、うねり等がある場合、無端ベルトの周縁部に発生する接触応力が高くなってしまうため、段差部等が繰り返しフランジ部と当接することで、無端ベルトに亀裂が生じるような応力が生じてしまう場合があった。
【０００６】
上記の問題が発生した場合、結果として無端ベルトのベルト寿命が短くなってしまう場合がある。
【０００７】
上記問題を解決するために、例えば、以下の特許文献１において、ベルトのローラ軸方向への移動に応じてローラ軸に変位を与えるローラ軸変位部材をローラの端部に配設することによって、ベルトの蛇行を防止してベルト周縁部の摩耗を抑制する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１６２６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のベルト駆動装置では、ローラ軸変位部材が変位する際に、ローラ外径表面とベルト表面の摺動摩擦により、ローラの変位に対する負荷になってしまい、無端ベルトの周縁部に接触応力が発生する。このため、無端ベルトの寿命が短くなるという課題があった。
【００１０】
本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、前述の無端ベルト周縁部に発生する応力を必要最小限にすることで、長寿命なベルト駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のベルト駆動装置は、無端ベルトと、前記無端ベルトを張架して回転走行させるための第１の回転軸を有する第１の回転部材及び第２の回転軸を有する第２の回転部材とを備え、前記第１の回転部材は、前記第１の回転軸方向に分割されている。
【００１２】
本発明の画像形成装置は、前記ベルト駆動装置と、前記無端ベルト上、又は前記無端ベルトによって搬送される記録媒体上に、画像を形成する画像形成部とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のベルト駆動装置によれば、第１の回転部材を第１の回転軸方向に分割したので、第１の回転部材の表面と無端ベルト内周面との摩擦による第１の回転部材の傾斜負荷が軽減される。その結果、無端ベルトの周縁部に発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては、無端ベルトの長寿命化が期待できる。
【００１４】
本発明の画像形成装置によれば、前記ベルト駆動装置を備えたので、画像形成装置の無端ベルトの信頼性が向上し、更に、保守コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施例１における図２中の転写ベルトユニットの概略を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図３】図３は図１の転写ベルトユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図４】図４は図１中の駆動ローラを示す構成図である。
【図５】図５は図１中の分割ローラ４３−１を示す斜視図である。
【図６】図６は図３中のテンションローラのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】図７は図６（ｃ）中のテンションローラの端部を示す拡大図である。
【図８】図８は図１中のテンションローラの端部の動作を示す斜視図である。
【図９】図９は図１中のテンションローラの端部の構成を示す斜視図である。
【図１０】図１０は図３中の中間転写ベルトの蛇行状態を示す図である。
【図１１】図１１は図１中のテンションローラの傾斜動作１を示す図である。
【図１２】図１２は図１中のテンションローラの傾斜動作２を示す図である。
【図１３】図１３は図１中のテンションローラの傾斜動作３を示す図である。
【図１４】図１４は図１中のテンションローラの分割数と摩擦によるモーメントＭｓの減少率とを示すグラフである。
【図１５】図１５は本発明の実施例２における図１中のテンションローラを示す図である。
【図１６】図１６は、図１５（ｂ）中のテンションローラとテンションローラシャフトの部分図である。
【図１７】図１７は図１５（ｂ）のテンションローラの変形例を示す図である。
【図１８】図１８は図１５（ｂ）の構成を図１中の駆動ローラに適用した変形例を示す図である。
【図１９】図１９は図７中のテンションローラの端部の変形例を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１７】
（実施例１の構成）
図２は、本発明の実施例１における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【００１８】
この画像形成装置は、例えば、電子写真プリンタであり、例えば用紙である記録媒体Ｐが積層される媒体トレイ１１を有している。媒体トレイ１１の繰出し側には、記録媒体Ｐを１枚ずつ繰出す給紙部１２が設けられている。給紙部１２には、ある高さまで上昇した記録媒体Ｐに圧接するよう設けられたピックアップローラ１２ａと、このピックアップローラ１２ａにより繰出された記録媒体Ｐを１枚ずつに分離するためのフィードローラ１２ｂと、リタードローラ１２ｃとのローラ対が設けられている。給紙部１２に対し、記録媒体Ｐの搬送方向下流には、媒体搬送部１３が設けられている。媒体搬送部１３は、供給された記録媒体Ｐを後述する転写ローラ１５へ搬送するための複数の搬送ローラ対１３ａ，１３ｂ，１３ｃから構成されている。
【００１９】
画像形成部２０は、直列に並べられた４つのトナー像形成部３０（＝３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｋ）と、複数のトナー像形成部３０において形成されたトナー像を無端ベルト（例えば、中間転写ベルト）４１にクーロン力により１次転写する複数の転写ローラ１４（＝１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋ）と、中間転写ベルト４１上のトナー像を記録媒体Ｐに２次転写する転写ローラ１５とから構成されている。
【００２０】
複数のトナー像形成部３０は、トナー像を担持するための像担持体である複数のＯＰＣ（Organic Photo-Conductor；有機感光体）ドラム３１（＝３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｋ）と、このＯＰＣドラム３１の表面をマイナスに帯電させる複数の帯電ローラ３２（＝３２Ｃ，３２Ｍ，３２Ｙ，３２Ｋ）と、帯電したＯＰＣドラム３１の表面に静電潜像を形成する発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）アレイから成る複数の印刷ヘッド３３（３３Ｃ，３３Ｍ，３３Ｙ，３３Ｋ）と、静電潜像にトナー像を形成する複数の現像ローラ３４（＝３４Ｃ，３４Ｍ，３４Ｙ，３４Ｋ）と、現像ローラ３４にトナーを供給する複数のトナー供給部３５（＝３５Ｃ，３５Ｍ，３５Ｙ，３５Ｋ）とから構成されている。
【００２１】
ベルト駆動装置（例えば、転写ベルトユニット）４０は、本画像形成装置の現像剤像担持体としてのトナー像担持体であり、転写ローラ１４で１次転写されたトナー像を搬送する中間転写ベルト４１と、図示しない駆動部により駆動され、中間転写ベルト４１を、図２において反時計回り方向である矢印のベルト搬送方向Ｘに駆動する第２の回転部材（例えば、駆動ローラ）４２と、駆動ローラ４２に対向する位置で中間転写ベルト４１を張架する第１の回転部材としてのテンションローラ４３と、このテンションローラ４３におけるベルト搬送方向Ｘの上流側に配置された転写ローラ１５に対して中間転写ベルト４１を挟んで対向する位置に配置されたバックアップローラ４４とを有している。
【００２２】
２次転写を行う転写ローラ１５の下流には、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を、熱と圧力を加えて定着する定着部１６が設けられている。定着部１６は、表面が弾性体で形成されたアッパローラ１６ａ及びロワローラ１６ｂのローラ対を有している。このアッパローラ１６ａ及びロアローラ１６ｂの内部には、熱源となるハロゲンランプ１６ｃ，１６ｄがそれぞれ設けられている。
【００２３】
定着部１６の下流には、定着された記録媒体Ｐを外部に排出する複数の排出ローラ対１７ａ，１７ｂ，１７ｃが設けられている。画像形成装置の上部には、印刷された記録媒体Ｐを堆積するスタッカ部１８が設けられている。
【００２４】
図１は、本発明の実施例１における図２中の転写ベルトユニット４０の概略を示す斜視図である。更に、図３は、図１の転写ベルトユニット４０のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
転写ベルトユニット４０は、中間転写ベルト４１を駆動して走行させる駆動ローラ４２と、テンションローラシャフト４３ａを有するテンションローラ４３と、バックアップローラ４４との３本のローラにより、中間転写ベルト４１を張架するように構成されている。
【００２６】
図４は、図１中の駆動ローラ４２を示す構成図である。
図４に示すように、駆動ローラ４２は、駆動ローラシャフト４２ｂに固定され、駆動ローラシャフト４２ｂを保持する軸受け部４２Ｌ，４２Ｒによって、フレーム５１Ｌ，５１Ｒに対して、回転自在に配置されている。ここで、駆動ローラ４２は、中間転写ベルト４１を張架する。又、駆動ローラシャフト４２ｂには、駆動ギア４２ａが固定されており、画像形成装置に配設されている図示しないモータから駆動力を伝達されて、駆動ローラ４２、駆動ローラシャフト４２ｂ及び駆動ギア４２ａが一体となって、第２の回転軸としての回転軸Ｏ１を中心として回転駆動するように構成されている。
【００２７】
又、駆動ローラ４２は、アルミ製の金属ローラであり、表層にセラミックコーティングが施されている。駆動ローラ４２と中間転写ベルト４１との間に生じる摩擦力によって、中間転写ベルト４１が回転するように構成されている。
【００２８】
図３において、駆動ローラ４２のベルト搬送方向Ｘの下流側には、アルミ製のローラであるバックアップローラ４４が図示しない軸受を介して回転自在にフレーム５１Ｌ，５１Ｒに設置されている。バックアップローラ４４におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、第１の回転軸としてのテンションローラシャフト４３ａを有するテンションローラ４３が配置されている。テンションローラ４３は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向に連なるように配置された複数個（例えば、５個）の分割部分（例えば、分割ローラ）４３−１，４３−２，４３−３，４３−４，４３−５を有している。
【００２９】
図５は、図１中の分割ローラ４３−１を示す斜視図である。
図５に分割された複数の分割ローラ４３−１〜４３−５の内の分割ローラ４３−１を示す。分割された複数の分割ローラ４３−１〜４３−５にそれぞれ形成された嵌合穴４３−１ａ〜４３−５ａにテンションローラ４３ａが連通している。
【００３０】
そのため、これらの複数の分割ローラ４３−１〜４３−５は、互いに独立して回転可能であり、図６で後に説明するＥリング５８によって、テンションローラシャフト４３ａ軸方向に対して固定されている。
【００３１】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３中のテンションローラ４３のＢ−Ｂ断面図である。
テンションローラシャフト４３ａの一端には、第３の回転部材（例えば、プーリ）５６が取り付けられており、このプーリ５６の後に図７で説明するフランジ部５６ｂと中間転写ベルト４１の側面とが接するように構成されている。図６（ａ）に示すように、プーリ５６において、中間転写ベルト４１と当接する面Ａと反対側の面Ｂには、軸変位部材（例えば、レバー）５５が接しており、このレバー５５がフレーム５１Ｌに対して第３の回転軸としての回転軸Ｏ３を中心に回動自在に取り付けられている。
【００３２】
テンションローラシャフト４３ａにおいて、プーリ５６が取り付けられた側の端部には、軸受５４Ｌが取り付けられている。更に、端部は、図１に示すようにフレーム５１Ｌに対して回動軸５２ａで回動可能に取り付けられたアーム５２を備え、このアーム５２に設けられたレール部５２ｂに沿って、軸受５４Ｌが移動可能に配置されている。
【００３３】
軸受５４Ｌとアーム５２との間に、圧縮コイルばねであるテンションスプリング５３Ｌが設置されており、中間転写ベルト４１に張力を発生させている。
【００３４】
テンションローラシャフト４３ａのプーリ５６が取り付けられた方向とは反対側の端部には、軸受５４Ｒが取り付けられている。軸受５４Ｒは、フレーム５１Ｒに設けられた図示しないレール部に沿って移動可能に配置されている。軸受５４Ｒとフレーム５１Ｒとの間には、圧縮コイルばねであるテンションスプリング５３Ｒが設置されており、中間転写ベルト４１に張力を発生させている。
【００３５】
テンションローラ４３におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、ベルト規制手段であるベルト規制ローラ対５７が設けられている。ベルト規制ローラ対５７は、ローラ５７ａとローラ５７ｂとから構成されており、互いに中間転写ベルト４１を挟んだ位置に配置されている。ローラ５７ａ及びローラ５７ｂは、両端をフレーム５１Ｌ，５１Ｒに図示しない軸受を介して回転自在に配置され、中間転写ベルト４１の回転軌跡を規制している。
【００３６】
ベルト規制ローラ対５７におけるベルト搬送方向Ｘの下流側には、１次転写を行う複数の転写ローラ１４（＝１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ，１４Ｋ）が、図示しない軸受を介してフレーム５１Ｌ，５１Ｒに回転自在に支持されている。複数の転写ローラ１４は、中間転写ベルト４１を挟み込んで、トナー像形成部３０を構成するＯＰＣドラム３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｋ、に図示しない付勢手段により付勢されている
【００３７】
テンションローラ４３と軸受５４Ｒとの間には、そのテンションローラ４３の規制部材としてのＥリング５８及びスペーサ５９が設けられている。テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部には、プーリ５６が取り付けられており、このプーリ５６と中間転写ベルト４１の側面が接するように構成されている。プーリ５６において、中間転写ベルト４１と当接する面と反対側の面には、第３の回転軸Ｏ３を有するレバー５５が接しており、このレバー５５がフレーム５１Ｌに取り付けられている。
【００３８】
テンションローラ４３の分割ローラ４３−１，４３−２，４３−３，４３−４，４３−５は、テンションローラシャフト４３ａによって回動自在に軸支され、隣接する分割ローラ４３−１〜４３−５の間に間隙ｄが設けられており、摩擦負荷の発生を抑制するように構成されている。
【００３９】
間隙ｄは、テンションローラ４３のベルト張架部４３ｃの径よりも小さい径を有するリング状のボス部４３ｂをテンションローラシャフト４３に設けることで形成されている。
【００４０】
テンションローラ４３は、軸受５４Ｌ，５４Ｒとテンションローラシャフト４３ａとの嵌合によって支持されている。軸受５４Ｒ側におけるスラスト方向へのテンションローラ４３の動作は、軸受５４Ｒ側に設けられたスペーサ５９とＥリング５８とによって規制されている。ここで、軸受５４Ｒ，５４Ｌは自動調心機能を有しており、テンションローラ４３の傾斜に追従するように構成されている。
【００４１】
図６（ｂ）は、駆動ローラ４２の第２の回転軸Ｏ１とテンションローラ４３の第１の回転軸Ｏ２とが平行であり、中間転写ベルト４１は、安定した走行を行っている状態を示している。
【００４２】
図６（ａ）は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で上方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、第３の回転軸Ｏ３で回転して軸受５４Ｌ付近にある。
【００４３】
図６（ｃ）は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、回転軸Ｏ３で回転してプーリ５６を押圧する方向に動作するので、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が軸受５４Ｒ側に寄っている。
【００４４】
図７は、図６（ｃ）中のテンションローラ４３の端部を示す拡大図である。
図７は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図５における下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の端部の状態を示している。テンションローラ４３の傾斜に伴って、レバー５５が回転軸Ｏ３に矢印ａ方向に回転し、プーリ５６をＤ２方向に押圧する状態を示している。
【００４５】
プーリ５６のベルト当接部（例えば、フランジ部）５６ｂに形成されたテーパ部５６ａは、中間転写ベルト４１がフランジ部５６ｂを仮に乗り越えた場合に元の位置に誘導するための役割を有している。
【００４６】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１中のテンションローラ４３の端部の動作を示す斜視図である。
【００４７】
図８（ｂ）は、図６（ｂ）の状態を示しており、中間転写ベルト４１が安定した走行を行っている状態を示している。
【００４８】
図８（ａ）は、図６（ａ）の状態を示しており、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で上方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。レバー５５は、アーム５２に接触している。
【００４９】
図８（ｃ）は、図６（ｃ）の状態を示しており、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２が、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１に対して図６で下方向に傾斜したときのテンションローラ４３の状態を示している。この状態で、レバー５５は、回転軸Ｏ３で回転してプーリ５６を押圧する方向に動作するので、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が軸受５４Ｒ側に寄っている。
【００５０】
図９は、図１中のテンションローラ４３の端部の構成を示す斜視図である。
レバー５５は、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２対して一定角度だけ傾斜した回転軸Ｏ３を有している。小判穴５５ａには、図示しないテンションローラシャフト４３ａが回転可能に、且つスライド可能に貫通されるように構成されている。レバー５５のプーリ５６に対向する面には、プーリ５６と接触する凸部５５ｂが設けられている。アーム５２のレール部５２ｂには、軸受５４Ｌと、テンションスプリング５３Ｌとが設けられている。
【００５１】
レバー５５は、図６（ｂ）の状態におけるテンションローラ４３の回転軸Ｏ２に対して傾斜した回転軸Ｏ３を有するので、図６（ｃ）に示すように、テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部が、図６における下方向に傾斜したときには、レバー５５も下方向で、且つテンションローラ４３に近づく方向に回転してプーリ５６を押圧するように動作する。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、テンションローラ４３の軸受５４Ｌ側の端部が、図６における上方向に傾斜したときには、レバー５５も上方向で、且つテンションローラ４３から遠ざかる方向に回転して移動する。
【００５３】
図１０（ａ１）、（ａ２）、（ｂ１）、（ｂ２）は、図３中の中間転写ベルト４１の蛇行状態を示す図である。
【００５４】
中間転写ベルト４１は、駆動ローラ４２によりベルト搬送方向Ｘへ循環回転する。中間転写ベルト４１が回転するとき、駆動ローラ４２、テンションローラ４３及びバックアップローラ４４の平行度が悪いと、中間転写ベルト４１が走行方向と直行する方向に蛇行する。
【００５５】
例えば、図１０（ａ１）、（ａ２）において、テンションローラ４３の右側の軸端部（図６における軸受５４Ｌ側）が上方向にねじれた場合には、中間転写ベルト４１は、巻きついたローラの軸に垂直に走行するので、中間転写ベルト４１が、図１０（ａ１）に示すようなベルトの走行軌跡Ｘｔを示し、結果として、ベルト搬送方向Ｘに対し直行するベルト蛇行方向Ｙ１へ蛇行する。テンションローラ４３が１回転するときには、蛇行により、移動量ｍだけ中間転写ベルトがベルト蛇行方向Ｙ１に移動する。なお、ベルト走行軌跡Ｘｔにおいて、ベルトの表面の軌跡を実線で表し、ベルトの裏側の軌跡を破線で表している。
【００５６】
図１０（ｂ１）、（ｂ２）に示すように、逆に軸端部が下方向へ捩じれた場合には、中間転写ベルト４１がベルト蛇行方向Ｙ２へ蛇行する。
【００５７】
中間転写ベルト４１の蛇行の原因は、駆動ローラ４２、テンションローラ４３及びバックアップローラ４４の捩じれによる他、中間転写ベルト４１の張力の不均一(例えば、本実施例１では、テンションローラシャフト４３ａ両端のスプリング５３Ｌ，５３Ｒの付勢力の不均一)、中間転写ベルト４１の左右の周長差、中間転写ベルト４１を張架するローラ(本実施例１では、駆動ローラ４２、テンションローラ４３、及びバックアップローラ４４)の円筒度等がある。
【００５８】
図１１は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作１を示す図である。
図１１は、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との状態を模式的に示した図である。テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に傾斜すると、このテンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とに滑りが発生し、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃが回転軌跡Ｒ２で回動したとき、滑り部６０が形成されることを示している。
【００５９】
図１２は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作２を示す図である。
図１２は、テンションローラ４３が分割されていない場合の傾斜動作を示す図である。テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃを軸として、表面が中間転写ベルト４１の内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を転写模式的に示した図である。
【００６０】
図１３は、図１中のテンションローラ４３の傾斜動作３を示す図である。
図１３は、均等幅に５分割された各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸として、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面との間に、相対的に回転するように滑りが発生している状態を模式的に示している。
【００６１】
（実施例１における画像形成装置全体の動作）
図２を用いて画像形成装置全体の動作について説明する。
【００６２】
図２において、画像形成装置は、図示しない上位装置から画像データを受信し、図示しない制御部により、画像形成動作が指示される。図示しない駆動モータにより給紙部１２のピックアップローラ１２ａが駆動されて回転し、媒体トレイ１１から記録媒体Ｐを繰り出す。ピックアップローラ１２ａにより繰出された記録媒体Ｐは、フィードローラ１２ｂとリタードローラ１２ｃのローラ対のニップ位置まで搬送され、１枚ずつに分離される。
【００６３】
給紙部１２により１枚に捌いて繰出された記録媒体Ｐは、媒体搬送部１３へ送られ、搬送ローラ対１３ａ，１３ｂ，１３ｃにより２次転写部である転写ローラ１５へと送られる。
【００６４】
複数の帯電ローラ３２は、複数のＯＰＣドラム３１の表面をマイナスに帯電する。上位装置から受信した画像データに基づいて、複数の印刷ヘッド３３は、複数のＯＰＣドラム３１表面を照射し、マイナスに帯電したＯＰＣドラム３１の表面に静電潜像を形成する。
【００６５】
複数の現像ローラ３４は、複数のトナー供給部３５から供給されるトナーにより可視画像（＝トナー像）をＯＰＣドラム３１上に形成する。ＯＰＣドラム３１に担持されたトナー像は、１次転写部である複数の転写ローラ１４のニップ部で、中間転写ベルト４１上に転写され、中間転写ベルト４１上に帯電したトナー像を形成する。
【００６６】
トナー像形成部３０のＯＰＣドラム３１と中間転写ベルト４１とは、同期して駆動され、中間転写ベルト４１に色の異なるトナー像を順次重ね合せて転写する。中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト４１により、２次転写部である転写ローラ１５まで搬送される。転写ローラ１５において、図示しない電源装置により電圧を印加された転写ローラ１５と、フレームグランドに接続されたバックアップローラ４４との間で発生した電界により、トナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。
【００６７】
転写ローラ１５でトナー像を転写された記録媒体Ｐは、定着部１６へ送り出される。定着部１６は、記録媒体Ｐに熱と圧力を加え、トナーを融解して記録媒体Ｐに定着させる。その後、記録媒体Ｐは、複数の排出ローラ対１７ａ，１７ｂ，１７ｃによりスタッカ部１８へと排出される。
【００６８】
（実施例１における転写ベルトユニットの動作）
図６、図７及び図８を用いて本実施例１の転写ベルトユニット４０の動作について説明する。
【００６９】
画像形成装置の設置面の平面度、フレームの撓み、組立寸法誤差等の影響により、図６（ｃ）に示すように、テンションローラ４３の端部が斜傾することがある。この場合、テンションローラ４３を構成するテンシヨンローラシャフト４３ａも斜傾するため、テンションローラシャフト４３ａと小判穴５５ａにおいて遊嵌しているレバー５５は、小判穴５５ａのＥ１においてテンションローラシャフト４３ａによってＤ１方向の力を受け、フレーム５１Ｌに対して固定されている回転軸Ｏ３を中心に矢印ａの方向に回動する。
【００７０】
レバー５５とテンションローラ４３との間で、且つテンションローラシャフト４３ａの軸方向に摺動可能に嵌合されたプーリ５６は、レバー５５のａ方向への回動に伴い、点Ｅ２おいてレバー５５と当接する。この当接によって、プーリ５６は、レバー５５からＤ２方向への力を受ける。そのため、プーリ５６は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向におけるＤ２方向に摺動する。
【００７１】
中間転写ベルト４１は、プーリ５６に形成されたフランジ部５６ｂに当接しているので、プーリ５６の軸方向への摺動に伴い、点Ｅ３においてＤ３方向の力を受ける。このため、軸受５４Ｒ側に寄っている状態となる。
【００７２】
ここで、図示しないモータによって駆動ローラ４２の駆動が開始され、この駆動ローラ４２の回転に伴って、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３が従動する。このとき、中間転写ベルト４１は、図１０で説明した通り、ベルト蛇行方向Ｙ２へ蛇行し、それに伴い、中間転写ベルト４１は、中間転写ベルト４１の周面端部と当接する点Ｅ３，Ｅ４を含むフランジ５６ｂを有するプーリ５６を、Ｄ３方向と反対の方向へ力Ｆで押圧する。
【００７３】
その結果、プーリ５６は、テンションローラシャフト４３ａの軸方向であるベルト蛇行方向Ｙ２に沿って摺動する。プーリ５６のベルト蛇行方向Ｙ２への摺動に伴って、Ｄ２方向の反対方向にレバー５５が押され、レバー５５がｂ方向へ回動する。レバー５５の回動に伴って、テンションローラシャフト４３ａは、レバー５５の小判穴５５ａに規制されて、Ｄ１方向と反対方向に移動しようとする。
【００７４】
このとき、軸受５４Ｌを支持しているアーム５２は、回動軸５２ａにおいて、図１に示すｆ方向に回動し、この回動に伴って軸受５４Ｌがｆ方向、即ち図６（ｂ）に示す状態に近づくように動作する。理論的には図６（ｂ）の状態で安定状態となるが、テンションローラ４３の重量、アーム５２の重量、及び各部品間の摩擦力等と、中間転写ベルト４１が蛇行するベルト蛇行方向Ｙ２への力Ｆとが、バランスする位置で安定して走行する。
【００７５】
駆動ローラ４２回転軸Ｏ１及びバックアップローラ４４の回転軸が平行であった場合、図６（ｂ）のような位置では、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２と、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１とが略平行となるため、中間転写ベルト４１の蛇行が減少し、この位置で蛇行は収まり安定して走行することとなる。
【００７６】
図６（ａ）に示す位置にテンションローラ４３が斜傾した場合には、図６（ｃ）の状態から安定となる動作とは反対に、中間転写ベルト４１が、ベルト蛇行方向Ｙ１へ蛇行し、プーリ５６は同じくベルト蛇行方向Ｙ１へ移動する。レバー５５は、テンションローラ４３の自重により、回転軸Ｏ３を中心に下右方向へ回転し、凸部５５ｂがプーリ５６を下右方向へ移動し、図６（ｂ）に示す状態と近い状態となり、中間転写ベルト４１が、安定して走行する。
【００７７】
以上、テンションローラ４３の位置による動作として、図６（ｃ）から図６（ｂ）の状態への動作（ケース１の動作）と、図６（ａ）から図６（ｂ）への動作（ケース２の動作）の２つのケースを説明したが、テンションローラ４３がどの方向に傾斜しても、レバー５５は、中間転写ベルト４１の蛇行を常に低減し打ち消す方向へテンションローラ４３を傾斜させる。
【００７８】
例えば、転写ベルトユニット３０の組み立て時に、中間転写ベルト４１及びテンションローラ４３の位置を予め決められた位置に組み立てる必要はなく、中間転写ベルト４１を走行させればプーリ５６と中間転写ベルト４１の周縁部にベルト蛇行方向Ｙ１又はベルト蛇行方向Ｙ２に働くスラスト力が発生し、中間転写ベルト４１は、蛇行もなく安定して走行することが可能となる。
【００７９】
このように、テンションローラ４３の回転軸Ｏ２と、駆動ローラ４２の回転軸Ｏ１及びバックアップローラ４４の回転軸とが略平行となり、中間転写ベルト４１の蛇行は収まり安定して走行する。このとき、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６とは、常に弱い接触力で当接している状態に保つことができる。
図１１、図１２、及び図１３を用いて、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面と、テンションローラ４３表面の摩擦負荷の影響について説明する。
【００８０】
図１１は、テンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１内周面とテンションローラ４３の表面の状態を模式的に示している。テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に傾斜すると、テンションローラ４３は、中間転写ベルト４１の内周面を中間転写ベルト４１に連れまわされながら回転する。テンションローラ４３は、中間転写ベルト４１の略全幅を張架する長さで構成されているため、中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面に滑りが発生する。
【００８１】
このとき、テンションローラ４３の回転支点Ｏ１ａから近いところと遠いところでは、滑り量に差が生じる。ここで、テンションローラ４３が回転支点Ｏ１ａを中心に、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃが軌跡Ｒ２で回動したとき、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃにおいて、中間転写ベルト４１の内周面との間に滑りが発生しないとした場合、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とは、相対的に幅方向中心Ｒ２Ｃを軸として回転する滑りが発生し、滑り部６０が形成される。
【００８２】
即ち、中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との間に、摩擦負荷が発生することになる。中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との間に摩擦負荷が発生すると、テンシヨンローラ４３の傾斜動作がスムーズに動作せずに図４、図５、及び図６で説明した蛇行調整が機能しなくなる。
【００８３】
図１２は、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃに、表面が中間転写ベルト４１内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を模式的に示している。図１２においては、テンションローラ４３は、分割されていない。
【００８４】
図１２中のテンションローラ４３のローラの幅をＢ、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する単位幅当りの摩擦カをＳ（中間転写ベルト４１の張力によるテンションローラ４３の幅方向の張架力及び摩擦力は一定と仮定）、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃを軸としたときに発生するモーメントをＭｃ、テンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントをＭｓ（ローラ端部の中心をテンションローラ４３の傾斜中心と仮定）、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面で発生する摩擦力をＦとする。
【００８５】
このときテンションローラ４３の左右に均等に発生する摩擦力Ｆは
Ｆ＝（Ｂ／２）×Ｓ ・・・・・ （１）
で表される。この摩擦力Ｆは、幅方向の摩擦力分布は一定としたとき、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃからの距離ｒ＝Ｂ／４だけ離れた左右に発生する。このときのモーメントをＭｃは、
Ｍｃ＝２×Ｆ×ｒ
Ｍｃ＝（１／４）×Ｂ２×Ｓ ・・・・・（２）
となる。
【００８６】
右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントＭｓは、Ｍｃの幅方向中心Ｒ２ＣからＭｓの中心Ｏ３ａまでの距離をｒ＝Ｌ／２とすると、
Ｍｓ＝Ｍｃ／ｒ
Ｍｓ＝（２／Ｂ）×Ｍｃ
Ｍｓ＝（１／２）×Ｂ×Ｓ ・・・・・・（３）
となる。
【００８７】
次に、本実施例１の構成である均等幅に５分割されたテンションローラ４３が傾斜したときの中間転写ベルト４１の内周面とテンションローラ４３の表面との摩擦負荷の影響について説明する。
【００８８】
図１３は、均等幅に５分割された各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面において、各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５に、中間転写ベルト４１の内周面と相対的に回転するように滑りが発生しているときの状態を転写模式的に示している。
【００８９】
前述した図１２の場合と同様に、５分割された場合においても、テンションローラ４３が回転中心Ｏ３ａを軸にして傾斜する。各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５が、中間転写ベルト４１の内周面と滑り無く転動した場合、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面とは、相対的に幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸として回転するような滑りが発生することになる。
【００９０】
図１３中のテンションローラ４３の幅Ｂを、テンションローラ４３の分割数をｔ、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する単位幅当りの摩擦力をＳ（中間転写ベルト４１の張力によるテンションローラ４３の幅方向の張架力及び摩擦力は一定と仮定）、各分割ローラ４３−１〜４３−５の幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５を軸としたときに発生するモーメントをＭｃ、前記５つ全てのモーメントＭｃをテンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントをＭｓ（テンションローラ４３の端部の中心をテンションローラ４３の傾斜中心と仮定）、各分割ローラ４３−１〜４３−５の表面と中間転写ベルト４１の内周面とで発生する摩擦力をＦとする。
【００９１】
このとき、各分割ローラ４３−１〜４３−５の左右に均等に発生する摩擦力Ｆは、
Ｆ＝Ｂ×Ｓ／（２×ｔ） ・・・・・（４）
で表される。
【００９２】
摩擦力Ｆは、幅方向の摩擦力分布を一定としたとき、各分割ローラ４３−１〜４３−５の各幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５からの距離ｒだけ離れた左右に発生する。このとき、距離ｒと距離ｒに発生するモーメントＭｃは、次の通りである。
ｒ＝Ｂ／４×ｔ
Ｍｃ＝２×Ｆ×ｒ
Ｍｃ＝Ｂ２×Ｓ／（４×ｔ２） ・・・・（５）
【００９３】
次に、テンションローラ４３の図中右側端部の中心Ｏ３ａを軸としたときに発生するモーメントＭｓを求める。なお、以下の式において、Ｎは分割数を意味している。
【００９４】
モーメントＭｓの中心Ｏ３ａから各Ｍｃの中心である各幅方向中心Ｒ３−１〜Ｒ３−５までの距離を
ｒｎ＝Ｂ｛（ｋ−１）／ｔ＋（１／２×ｔ）｝
とすると、
【００９５】
【数１】
【００９６】
ここで、式（５）を代入すると、
【００９７】
【数２】
【００９８】
【数３】
【００９９】
となる。
【０１００】
式（７）に分割数ｔ＝１を代入すると
Ｍｓ＝（１／２）×Ｂ×Ｓ
となり、前述した式（３）と同一の式になる。
【０１０１】
式（７）に本実施例１の分割数ｔ＝５を代入すると、
【０１０２】
【数４】
【０１０３】
となり、分割数ｔ＝１に対して３６％程度までＭｓを減少させることができる。
【０１０４】
式（７）によれば、分割数ｔ＝１のときのＭｓを１００％としたときの分割数ｔ＝１〜１０のＭｓの比率は次の表１のとおりである。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
図１４は、図１中のテンションローラ４３の分割数ｔと摩擦によるモーメントＭｓの減少率とを示すグラフである。
【０１０７】
図１４において、横軸は、分割数ｔ、縦軸は、分割数ｔ＝１におけるモーメントＭｓを１００％としたときの分割数ｔ＝１〜１０のモーメントＭｓの比率を示している。
【０１０８】
図１４によれば、摩擦により発生するモーメントＭｓの比率の変曲点が、テンションローラ４３の分割数ｔ＝３．３付近において存在している。これは、テンションローラ４３の分割数をｔ＝４以上にすることで、本実施例１による効果がより得られることを指し示している。
【０１０９】
理論上、分割数ｔを多くすれば多くするほど、本実施例１による効果がより得られることが考えられるが、実際はテンションローラ４３を分割した分割ローラ４３−１〜４３−５のそれぞれの幅を３０ｍｍ以上とするのが好ましい。３０ｍｍ未満の場合には、テンションローラ４３とテンションローラシャフト４３ａとの嵌合にがたが発生し易くなり、かえって負荷となるためである。
【０１１０】
分割数ｔの上限値は、画像形成装置が扱う記録媒体Ｐとしての最大用紙サイズで決まる。例えば、Ａ３サイズの用紙を最大用紙として取り扱う画像形成装置においては、テンションローラ４３の幅Ｌは、用紙幅２９７ｍｍ＋４０ｍｍ程度となり、Ａ４サイズの用紙を最大用紙として取り扱う画像形成装置においては、テンションローラ４３の幅Ｌは、用紙幅２１０ｍｍ＋４０ｍｍ程度となる。
【０１１１】
つまり、Ａ３サイズの用紙を最大用紙として取り扱う装置の場合は、分割数を１０個以下、Ａ４サイズの用紙を最大用紙として取り扱う装置の場合は、分割数を８個以下とすることが好ましい。以上のことより、Ａ３サイズを最大サイズとして取り扱う場合には、テンションローラ４３の分割数ｔは、４以上１０以下が好ましく、Ａ４サイズを最大サイズとして取り扱う場合は、テンションローラ４３の分割数は４以上８以下とすることが好ましい。
【０１１２】
このように、テンションローラ４３を軸方向に複数分割することで、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦による、テンションローラ４３の傾斜動作に与える負荷が軽減される。
【０１１３】
即ち、テンションローラ４３に対して中間転写ベルト４１を蛇行させながらプーリ５６のフランジ部５６ｂによって安定位置へ案内する機構において、常にテンションローラ４３と中間転写ベルト４１との間の摩擦力を分散させることで、フランジ部５６ｂと中間転写ベルト４１との当接負荷が一定となるため、過負荷が中間転写ベルト４１に加わり、この中間転写ベルト４１がフランジ部５６ｂに乗り上げてしまうことを防止することができる。
【０１１４】
なお、本実施例１においては、説明を分かり易くするため、テンションローラ４３の幅方向中心Ｒ２Ｃにおいて、テンションローラ４３と中間転写ベルト４１との間に滑りが発生しない場合を仮定して説明したが、滑りが発生しないポイントをテンションローラ４３の回転軸Ｏ２上のどこにとっても同様のことがいえる。
【０１１５】
（実施例１の効果）
本実施例１の転写ベルトユニット４０によれば、テンションローラ４３を軸方向に複数の分割ローラ４３−１〜４３−５に分割し、各分割ローラ４３−１〜４３−５が独立して回転可能な構成にしている。このため、テンションローラ４３の表面と中間転写ベルト４１の内周面との摩擦によるテンションローラ４３の傾斜負荷が軽減され、スムーズに動作することが可能となる。その結果、中間転写ベルト４１の周縁部とプーリ５６の側面とに発生する接触応力を減少させるという効果が得られ、延いては転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【実施例２】
【０１１６】
（実施例２の構成）
図１５（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例２における図１中のテンションローラ４３を示す図である。更に、図１６は、図１５（ｂ）中のテンションローラ４３とテンションローラシャフト４３ａの部分図である。
【０１１７】
本実施例２の構成は、実施例１の構成とほぼ同様である。本実施例２では、実施例１のテンションローラ４３に代えて、これと構成の異なるテンションローラ４３Ａを有している。
【０１１８】
実施例１のテンションローラ４３は、図１５（ａ）に示すように、複数の分割された分割ローラ４３−１〜４３−５のローラ外径Ｇ１が、中央部と端部が同じローラ径である所謂ストレート形状である。これに対し、本実施例２では、図１５（ｂ）に示すように、複数の分割された分割ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５の中央部の外径Ｇ３と端部の外径Ｇ２とが異なっている。
【０１１９】
即ち、本実施例２のテンションローラ４３Ａは、端部の外径Ｇ２が中央部の外径Ｇ３よりもわずかに小さい径である所謂クラウン形状を有している点で、実施例１のテンションローラ４３と異なっている。
【０１２０】
テンションローラ４３Ａの端部の外径Ｇ２と中央部の外径Ｇ３との外形差は、テンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒにより、中間転写ベルト４１に張力を与えたときに発生するテンションローラシャフト４３ａの中央部の撓み量を考慮した外径差となっている。
【０１２１】
図１６に示すように、テンションローラ４３Ａの部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５は、テンションローラシャフト４３ａに連通して嵌合しており、隣接する部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５との間に空隙を設けるため、各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５には、ボス部４３Ａｂ−１〜４３Ａｂ−５が設けられている。又、テンションローラ４３Ａは、クラウン形状となっており、中央部の外径Ｇ３に対して両端部の外径Ｇ２が小さくなっている。矢印方向Ｅに負荷が与えられて、テンションローラシャフト４３ａが撓んだとき、空隙によって各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５が互いに干渉することを防止し、各部分ローラ４３Ａ−１〜４３Ａ−５もテンションローラシャフト４３ａの撓みに追従することでテンションローラ４３ＡのＦ側の周面が略直線状となるように構成されている。
【０１２２】
（実施例２の動作）
本実施例２における画像形成装置及び転写ベルトユニット４０の動作は、実施例１とほぼ同様である。
【０１２３】
本実施例２におけるテンションローラ４３Ａの動作について説明する。
図１５（ａ）に示すように、複数分割されたストレート形状のテンションローラ４３において、テンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒにより、中間転写ベルト４１に張力を与えた場合、テンションローラシャフト４３ａに撓みが発生し、中間転写ベルト４１に与えるローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ１とローラ中央部の単位幅当りの張架力Ｔ２とに差が発生してしまう。
【０１２４】
テンションローラ４３を分割することで、テンションローラ４３全体の曲げ強度が減少してしまうために、張架力の差が顕著になる傾向にある。テンションローラシャフト４３の強度や、テンションローラ４３に張架力を与えるテンションスプリング５３Ｌ，５３Ｒの設定によっては、テンションローラ４３の両端部に大きな張架力が集中して発生してしまい、中間転写ベルト４１の周方向の引張り応力が増加して寿命を早めてしまう結果となってしまう。
【０１２５】
この場合、テンションローラシャフト４３の剛性を上げることも有効であるが、剛性を上げるために、シャフト外径の増加、中空シャフトの使用等を行うと、テンションローラシャフト４３ａの重量増加やコストアップが発生する。
【０１２６】
これに対し、図１５（ｂ）に示す本実施例２のように、テンションローラ４３Ａを軸方向に複数分割した場合においても、テンションローラ４３Ａをクラウン形状とすることにより、テンションローラシャフト４３ａの剛性を増加させることなく、ローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ３と、ローラ中央部の単位幅当りの張架力Ｔ４との差を小さくすることが可能になる。
【０１２７】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、実施例１の効果に加え、次のような効果がある。
【０１２８】
即ち、本実施例２によれば、テンションローラ４３Ａを軸方向に複数分割した場合において、テンションローラ４３Ａをクラウン形状とすることで、ローラ端部の単位幅当りの張架力Ｔ３を小さくすることができ、テンションローラ４３Ａをスムーズに動作させることが可能となる。このため、中間転写ベルト４１の周縁部に発生する引張り応力を減少させるという効果が得られ、転写ベルトユニット４０の長寿命化が期待できる。
【０１２９】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｆ）のようなものがある。
【０１３０】
（ａ） 実施例１、２では、ベルト駆動装置を電子写真プリンタの転写ベルトユニット４０に適用した例で説明したが、電子写真方式を利用して記録媒体Ｐ上に画像を形成する複写機、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも適用可能である。
【０１３１】
（ｂ） 実施例１、２では、中間転写ベルト４１に直接画像を形成し、その後に、記録媒体Ｐに画像を転写させる中間転写方式に適用した例について説明したが、記録媒体Ｐに直接、画像が形成される直接転写方式の電子写真プリンタにも適用可能である。
【０１３２】
（ｃ） 実施例１、２では、電子写真式プリンタの転写ベルトユニット４０に適用した例について説明したが、無端状のベルトを用いる電子写真式プリンタの定着器、用紙搬送装置、更には電子写真式プリンタに限らず、無端状のベルトを用いるベルト駆動装置にも適用することができる。
【０１３３】
（ｄ） 図１７は、図１５（ｂ）のテンションローラ４３の変形例を示す図である。
実施例２では、複数分割されたテンションローラ４３Ａをクラウン形状で構成した例について説明したが、図１７に示すように、テンションローラ４３Ｂの中央部に向かつてローラ径が徐々に大きくなるテーパ形状を有するローラで、隣接するローラの端部がローラ外径に段差無く構成することで、実施例２と同様の効果が得られる。
【０１３４】
（ｅ） 図１８は、図１５（ｂ）の構成を図１中の駆動ローラ４２に適用した変形例を示す図である。
【０１３５】
実施例１、２では、中間転写ベルト４１の蛇行調整を行う傾斜可能なアライメントローラの例について説明したが、中間転写ベルト４１を張架するためのバックアップローラ４４や、図１８に示すように、中間転写ベルト４１を張架し駆動力を与える駆動ローラ４２Ａに対しても適用可能である。駆動ローラ４２Ａに適用する場合には、複数分割された中央のローラ４２ｃは、駆動ローラシャフト４２ｂに回転固定され、且つローラ表面には高い摩擦力を有し、その両端部には端部に向かつてわずかにローラ外径が小さくなるテーパ形状を有するローラ４２ｄが、駆動ローラシャフト４２ｂに回転自在に具備されることで、実施例２と同様の効果が得られる。
【０１３６】
（ｆ） 図１９は、図７中のテンションローラ４３の端部の変形例を示す拡大図である。
実施例１、２に用いられる中間転写ベルト４１の周縁部には、図１９に示すような補強部材４１ａやガイド部材４１ｂを設けてもよい。このような構成においても、実施例１、２と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１３７】
２０ 画像形成部
３０ トナー像形成部
４０ 転写ベルトユニット
４１ 中間転写ベルト
４２ 駆動ローラ
４３，４３Ａ，４３Ｂ テンションローラ
４３ａ テンションローラシャフト
５１Ｌ，５１Ｒ フレーム
５２ アーム
５３Ｌ，５３Ｒ テンションスプリング
５４Ｌ，５４Ｒ 軸受
５５ レバー
５６ プーリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを張架して回転走行させるための第１の回転軸を有する第１の回転部材及び第２の回転軸を有する第２の回転部材とを備え、
前記第１の回転部材は、前記第１の回転軸方向に分割されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記第１の回転部材は、
前記第１の回転軸方向に分割された分割部分の個数が４個以上１０個以下であることを特徴とする請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記分割部分は、
互いに独立して回転可能で、隣接する前記分割部分の間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項２記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記第１の回転部材は、
中央部の外形が両端部よりも大きくなるクラウン形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記第１の回転部材は、
中央部から両端部にかけて外径が小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記第１の回転部材は、
少なくとも一方の端部において、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向への前記無端ベルトの移動に応じて、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項のベルト駆動装置において、
前記第１の回転部材の少なくとも一方の端部に、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向への前記無端ベルトの移動に応じて、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与える軸変位部材が配設されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項８】
前記軸変位部材は、
前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向に対して傾斜した第３の回転軸を備え、前記第３の回転軸の周りを回転して前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与えることを特徴とする請求項７記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載のベルト駆動装置において、
前記軸変位部材と前記第１の回転部材との間に、ベルト当接部を有する第３の回転部材を設け、
前記第３の回転部材は、前記軸変位部材によって、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向に対して摺動可能であって、前記ベルト当接部によって前記無端ベルトと当接することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項１０】
前記第２の回転部材は、
前記無端ベルトに駆動力を与えるための駆動ローラであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項１１】
前記第３の回転部材は、フランジを有するプーリであって、前記フランジ部には、テーパ部が形成されることを特徴とする請求項９又は１０記載のベルト駆動装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
前記無端ベルト上、又は前記無端ベルトによって搬送される記録媒体上に、画像を形成する画像形成部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
無端ベルトと、
前記無端ベルトを張架して回転走行させるための第１の回転軸を有する第１の回転部材及び第２の回転軸を有する第２の回転部材とを備え、
前記第１の回転部材は、前記第１の回転軸方向に分割されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項２】
前記第１の回転部材は、
前記第１の回転軸方向に分割された分割部分の個数が４個以上１０個以下であることを特徴とする請求項１記載のベルト駆動装置。
【請求項３】
前記分割部分は、
互いに独立して回転可能で、隣接する前記分割部分の間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項２記載のベルト駆動装置。
【請求項４】
前記第１の回転部材は、
中央部の外形が両端部よりも大きくなるクラウン形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項５】
前記第１の回転部材は、
中央部から両端部にかけて外径が小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項６】
前記第１の回転部材は、
少なくとも一方の端部において、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向への前記無端ベルトの移動に応じて、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項のベルト駆動装置において、
前記第１の回転部材の少なくとも一方の端部に、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向への前記無端ベルトの移動に応じて、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与える軸変位部材が配設されていることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項８】
前記軸変位部材は、
前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向に対して傾斜した第３の回転軸を備え、前記第３の回転軸の周りを回転して前記第１の回転部材の前記第１の回転軸に変位を与えることを特徴とする請求項７記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載のベルト駆動装置において、
前記軸変位部材と前記第１の回転部材との間に、ベルト当接部を有する第３の回転部材を設け、
前記第３の回転部材は、前記軸変位部材によって、前記第１の回転部材の前記第１の回転軸方向に対して摺動可能であって、前記ベルト当接部によって前記無端ベルトと当接することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項１０】
前記第２の回転部材は、
前記無端ベルトに駆動力を与えるための駆動ローラであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のベルト駆動装置。
【請求項１１】
前記第３の回転部材は、フランジを有するプーリであって、前記フランジ部には、テーパ部が形成されることを特徴とする請求項９又は１０記載のベルト駆動装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のベルト駆動装置と、
前記無端ベルト上、又は前記無端ベルトによって搬送される記録媒体上に、画像を形成する画像形成部と、
を備えた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６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−６３６５５（Ｐ２０１２−６３６５５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８８０６（Ｐ２０１０−２０８８０６）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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