ローラ及びこれを用いた画像形成装置
【課題】ベルトが張架されるローラにおいて、ベルトの正規位置からの移動が生じ難く、移動しても、ベルトの蛇行、偏りが生じてもベルトが正規位置に自動的に戻るローラであって、その製造も安価で容易であるローラを提供する。
【解決手段】ベルトが張架されるローラＲ１、Ｒ２において、ローラＲ１、Ｒ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ１、Ｒ２内には複数の球体８０又はコロ９０が、ローラＲ１、Ｒ２表面には複数の開口８１が、ローラＲ１、Ｒ２の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、球体８０又コロ９０は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体８０が接するようにローラＲ１、Ｒ２表面及び開口８１から一部が突出するように設けられる。
【解決手段】ベルトが張架されるローラＲ１、Ｒ２において、ローラＲ１、Ｒ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ１、Ｒ２内には複数の球体８０又はコロ９０が、ローラＲ１、Ｒ２表面には複数の開口８１が、ローラＲ１、Ｒ２の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、球体８０又コロ９０は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体８０が接するようにローラＲ１、Ｒ２表面及び開口８１から一部が突出するように設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトが張架されるローラ及びこのローラを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物品等を運ぶためにベルトが用いられている。そして、ベルトは無端状のものが用いられることがあり、このベルトを張架するためにローラが用いられる。ローラが回転すると、複数のローラに張架されたベルトは、ローラの回転にあわせて回転される。このようなベルトは、様々な分野で用いられている。
【０００３】
例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、転写材である用紙を搬送するための用紙搬送ベルト、定着装置においてトナー像を加熱するために必要な熱を伝達するための定着ベルト等、ベルトが用いられている。又、カラー対応の画像形成装置では、各色のトナー像を順次中間転写部に転写し、中間転写部に重ね合わされたトナー像をまとめて転写材に転写することが行われているが、この中間転写部にベルトが採用されている。
【０００４】
ここで、ローラに張架されているベルトは、ローラの設置状態における傾き、寸法等の条件により、ローラの軸線方向に移動する場合がある。ベルトが移動すると、ベルトの蛇行、斜行、ベルトがローラの軸線方向における一方向に寄ってしまうという偏り、ベルトの表面に皺や波打ちが生ずる。
【０００５】
このようなベルトの移動により生ずる蛇行等は、一般に搬送物の搬送ミスや搬送タイミングのズレの原因となり、更にはベルトが傷付く場合もあり、ベルトの寿命に影響がある。画像形成装置について言えば、用紙搬送ベルトでは、用紙への転写のタイミングのずれや紙詰まりの原因となる。定着ベルトでは、熱の伝達ミスやベルトの短命化の原因となる。中間転写ベルトでは、像担持体から正確な転写を受けられないことによる色ズレや転写材への転写が正確になされないことによって、形成される画像に影響を与える。
【０００６】
このベルトの蛇行等に対する対策として、ローラの形状をクラウン状又は逆クラウン状とするように、ローラの中心部の径を大きく又は小さくすることがある。又、ローラの端部に周方向に溝を、溝に嵌め合わせるためのリブをベルト端部に設けることもある。又、ローラの取り付け角度や、ベルトを張架するローラどうしの平行度を管理し、かつ、ベルトの平行度を部品レベル、組立レベルにて管理することもある。又、ベルトの蛇行、偏りをセンサ等で検知してモータ等の機構を設け、各ローラの平行度を保つこともある。
【０００７】
更に、上記問題に対する解決策として、特許文献１記載の発明が提案されている。特許文献１には、幅方向の両端側における径が端部に向かって増加し、かつ、両端側が半径方向に弾力性を有するローラが記載されている。又、この構成に加え、ローラは略円筒形の外筒と、外筒を回転駆動させる回転軸を備え、外筒の両端に複数の舌片が形成され、舌片は外向きに拡開されているローラも記載されている（請求項１、請求項３、図２参照）。このように構成することで、ベルトが偏り始めてもベルトを正規の位置に戻すようにしている（段落００１０）。
【特許文献１】特開２００５−０７０７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ベルトの蛇行、偏りを防ぐために様々な手段が存在しているが、ローラの形状をクラウン又は逆クラウン形状とすれば、ベルトの張力は増加させ得るが、このローラに張架できるベルトは伸縮可能なものに限られるという問題がある。又、逆クラウン形状とした場合では、ベルト中央部がローラから浮いてしまい、駆動伝達において好ましくない場合があるという問題がある。
【０００９】
又、ローラの溝と、ベルトのリブを嵌め合わせると、蛇行等が生じがたくなり得るが、ローラの駆動力が大きい場合等、溝とリブの嵌め合わせがはずれてしまう場合があり、又、再度嵌め合わせる作業は困難であるという問題がある。又、ベルトの平行度を部品レベル、組立レベルにて管理すると高精度にローラやベルト等を製造しかつ組み立てなければならず、又、センサやモータ等を用いる場合においても画像形成装置に様々な部品を取り付ける必要があって画像形成装置の構造が複雑となり、いずれの場合もコスト面において採用し難く、又、画像形成装置の製造が複雑化するという問題がある。
【００１０】
更に、特許文献１記載の発明をみると、特許文献１記載の発明は、上記の各手段における問題を解決でき、ベルトの蛇行、偏りは生じ難いと言えるものの、一度ベルトが移動してしまうと、張架されるベルトとローラの間における摩擦により、ベルトが正規位置に戻りにくい場合があるという問題が存在する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトが張架されるローラにおいて、ベルトの正規位置からの移動が生じ難く、移動しても、ベルトの蛇行、偏りが生じてもベルトが正規位置に自動的に戻るローラであって、その製造も安価で容易であるローラを提供することを課題とする。又、そのようなローラを用いることにより、ベルトの移動がない画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、ベルトが張架され、前記ベルトにより駆動力が伝達されるテンションローラに用いられるローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数の球体が、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、前記球体は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体が接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられることとした。
【００１３】
又、請求項２に係る発明は、ベルトが張架されるローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数のコロが、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、前記コロは、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトと前記コロが接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられることとした。
【００１４】
又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成された前記ローラの外周面を構成する円筒状部材を備えており、前記円筒状部材の内部に、前記ローラの軸線方向に沿って前記球体又は前記コロを保持するための複数の保持体が内包されており、前記円筒状部材の両端部に嵌め合わされるとともに、前記保持体と係止されるキャップ部材を備えていることとした。
【００１５】
又、請求項４に係る発明は、請求項３に記載のローラにおいて、前記キャップ部材は、前記球体又は前記コロを保持することとした。
【００１６】
又、請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載のローラにおいて、複数の前記保持体は、ローラの軸線方向の両端にそれぞれ突起が設けられており、前記キャップ部材は、前記突起と嵌め合わせるための穴部が設けられることとした。
【００１７】
又、請求項６に係る発明は、請求項３乃至５いずれか１項に記載のローラにおいて、前記円筒状部材は、ばね材からなり、前記円筒状部材の両端部における開口は、軸線方向に複数のスリット状の開口となっていて、前記スリットに沿って前記円筒状部材の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されることとした。
【００１８】
又、請求項７に係る発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給しトナー像を現像する現像装置と、現像されたトナー像を中間転写部に転写後、転写材に転写するか、若しくは、像担持体から直接、転写材に転写する転写手段と、転写材を搬送する搬送手段と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置とを備えた画像形成装置において、上記中間転写部、上記搬送手段、又は上記定着装置のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、前記ベルトを張架するために請求項１乃至６いずれか１項に記載のローラを備えることとした。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、ローラの中心からローラの軸線方向の端部に向けて次第にローラ径が大きくなっているから、ローラに張架されたベルトが、ローラの軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従って、ベルトの蛇行や偏りが生じ難いローラを提供できる。
【００２０】
又、ベルトが移動してもローラの端部ではローラの外径が大きくなっているので、その移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラの表面から、回転可能に保持された球体の一部が突出して、球体の一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ローラの端部ではローラの外径が大きくなっているので、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、ローラに張架されたベルトが、ローラの軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従ってベルトの蛇行や偏りが生じ難いローラを提供できる。
【００２２】
又、ベルトが移動しても、その移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラの表面から、回転可能に保持されたコロの一部が突出して、コロの一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。
【００２３】
請求項３及び４記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、従来のように、ベルトにリブを、ローラにリブを嵌め合わせるための溝を設けたり、ローラを高精度に製造し、組み立てたり、ローラ等の平行度を管理するためにセンサやモータなどを設けたりして複雑化することなく、簡易な構成で安価にベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。更に、円筒状部材は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるにもかかわらず、支持体又はキャップ部材により、球体又はコロを確実に保持できるとともに、支持体及びキャップ部材とが係止され、球体又はコロの保持する位置を確実なものとできる。
【００２４】
特に、請求項４記載の発明においては、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されているから、ローラの軸線方向において、曲線を形成しているにもかかわらず、球体又はコロを確実に保持するローラを容易に製造できる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、保持体の突起とキャップ部材の穴部が嵌め合わされるから、突起と穴部を嵌め合わせるだけで確実に保持体とキャップ部材とを係合することができ、円筒状部材内で、保持体が円周方向に回転することを防ぐことができる。従って、球体又はコロの支持を確実に行えるローラを容易に製造できる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、円筒状部材の両端は、弾力性を有しスリットも設けられているから、キャップ部材の径を調整するだけで円筒状部材の両端部の径を変えることができる。例えば、ゴム製のような伸縮可能なベルトを用いる場合、円筒状部材の両端部の径を大きくして、一方で、伸縮性の少ない又はないようなベルトを用いる場合、円筒状部材の両端部の径を小さくすることができる。従って、ベルトの材質の差異に対応しつつ、ベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。しかも、製造も容易で安価なローラであり、従来のような複雑な構成や高精度な管理を行う必要がない。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、画像形成装置に用いられるベルトを張架するために上記のローラを用いれば、ベルトが傷つくことがないから、長寿命の画像形成装置を提供できる。又、用紙搬送ベルトにおいては、用紙が斜めの状態で搬送されたり、又、紙詰まりを生じたりずることがない。又、中間転写ベルトにおいては、転写ズレがなく、特にカラーの画像形成装置では色ズレも生ずることもない。又、定着装置においては、紙詰まりや定着不足を生ずることがない。従って、形成される画像の品質が高く、用紙搬送等の点で精度の高い画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜４を参照しつつ説明する。尚、本実施形態では、本発明に係るローラＲ１を中間転写ベルト２１の張架に用いる画像形成装置１ａについて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２９】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態におけるローラＲ１を備えた画像形成装置１ａの概略を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１ａの概略構成を示す模型的断面図である。
【００３０】
本実施形態に係る画像形成装置１ａは、画像形成部１０、中間転写部２０、給紙部３０、用紙搬送部４０、２次転写部５０、定着装置６０とトナー供給部７０等から構成される。以下その詳細を説明する。
【００３１】
前記画像形成部１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ１２、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１３、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するロータリ式現像装置１４、外部のコンピュータから送られてきた画像情報等に基づいて、感光体ドラム１１を走査露光するためのレーザユニット１５等から構成される。
【００３２】
前記感光体ドラム１１は、表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置１ａのほぼ中央に回転自在に設けられる（回転方向を矢印で図示）。その回転軸（不図示）は、図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。又、感光体ドラム１１は、アモルファスシリコンやＯＰＣ感光体等の感光層を有するように形成されている。
【００３３】
前記帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の上部に設けられている。又、帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるため感光体ドラム１１と接しており、所定の方向に回転駆動されている。尚、帯電ローラ１２の上部に設けられているのは、帯電ローラ１２に付着している帯電生成物をクリーニングするためのクリーナー１２ａである。
【００３４】
前記ドラムクリーニング装置１３は、図１における感光体ドラム１１の右側方に設けられていて、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃する。
【００３５】
前記、ロータリ式現像装置１４は、図１における左側方に感光体ドラム１１に隣接して設けられている。又、ロータリ式現像装置１４は、回転枠１４ａと、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１４ａに支持された４つの現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍとを有し、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられる。ロータリ式現像装置１４は、軸の回りに回転自在な円筒形状である。ロータリ式現像装置１４の回転軸は、回転枠１４ａの中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム１１の回転軸の軸線方向と平行である。
【００３６】
図１に示すように、回転枠１４ａは、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠１４ｄによって円周方向に４等分された４つの区画を有している。各区画には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍが配置され、各現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリ式現像装置１４が回転すると、各区画における現像ローラ１４ｂ、１４ｙ、１４ｃ、１４ｍが、感光体ドラム１１に所定の隙間を有しつつ対向するようになっている。
【００３７】
前記レーザユニット１５は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づき感光体ドラム１１を走査露光するものであり、ロータリ式現像装置１４の上方に設けられる。そして、レーザユニット１５からはレーザ光１５Ｌが画像情報に基づき発射され、レーザ光１５Ｌの光路上には、反射ミラー１５ａが設けられている。レーザ光１５Ｌは、この反射ミラー１５ａによって反射され、感光体ドラム１１の表面に照射される（２点鎖線にてレーザ光１５Ｌを図示）。尚、レーザユニット１５の内部の構成は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している（不図示）。
【００３８】
次に中間転写部２０について説明する。
【００３９】
前記中間転写部２０は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー画像が順次転写される中間転写ベルト２１、中間転写ベルト２１を張架し回転駆動させるための駆動ローラ２２、テンションローラ２３、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２１を介して隣接する１次転写ローラ２４、２５、中間転写ベルト２１を清掃するためのベルトクリーニング装置２６等から構成されている。
【００４０】
前記中間転写ベルト２１は、静電潜像上に各色のトナーが現像されたトナー像が順次転写され、感光体ドラム１１の下方に配置される。この中間転写ベルト２１は、対向して配置され、ローラとローラの回転軸の軸線方向が平行となるように設けられた駆動ローラ２２とテンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５に張架されている。
【００４１】
前記駆動ローラ２２は、感光体ドラム１１の下方に設けられる。そして、モータ（不図示）から駆動が伝達され所定の方向に回転する。テンションローラ２３は、図１における装置右方に設けられ、その高さの位置は、感光体ドラム１１とほぼ同じとなっている。このテンションローラ２３はバネ２３ａによって駆動ローラ２２から離れる方向に付勢されている。これにより、中間転写ベルト２１に所定の張力が与えられる。
【００４２】
前記１次転写ローラ２４、２５は、中間転写ベルト２１の所定範囲が感光体ドラム１１に当接されるように互いに近接して感光体ドラム１１の下方に設けられる。１次転写ローラ２４、２５のうち１次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１を介してニップを形成しており、この部分において、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２１にトナー像が転写される。これらのローラ及び中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２が回転することで、張架された中間転写ベルト２１、テンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５も従動して回転する。
【００４３】
前記ベルトクリーニング装置２６は、図１における装置左側方に対向して設けられており、転写ベルトを清掃する。このベルトクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１の表面に摺接されるブラシ又はローラを有している。ベルトクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１の付着物を掻き取る。
【００４４】
前記給紙部３０は、給紙カセット３１、手差しトレイ３２等から構成されている。装置の底部には、用紙Ｐが載置される載置板３３を有する給紙カセット３１が設けられる。又、給紙部３０は、載置板３３上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット３１の右上部にピックアップローラ３４と、ピックアップローラ３４の右方にローラ対からなる重送防止ローラ３５とを有している。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ３２が設けられている。そして、手差しトレイ３２にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ３６が設けられている。
【００４５】
前記用紙搬送部４０は、画像形成装置１ａ内で用紙Ｐを搬送するためのものである。用紙搬送部４０は、給紙部３０から後述する２次転写ローラ５１に至る第１搬送路４１と、２次転写ローラ５１から定着装置６０を経て画像形成済みの用紙Ｐを排出するための用紙排出口４７に至る第２搬送路４２と、一度定着装置６０を通過した用紙Ｐを、再度２次転写ローラ５１を通過させるため、第２搬送路４２の途中から第１搬送路４１の途中をつなぐように設けられている反転搬送路４３等から構成されている。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
【００４６】
前記第１搬送路４１には、給紙カセット３１から送り出された用紙Ｐを上方に搬送しつつ搬送方向を逆にするための湾曲部４４が設けられている。又、湾曲部４４上部では、手差しトレイ３２からの搬送路が合流している。２次転写ローラ５１の手前には、用紙Ｐの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対４５が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対４６が複数設けられている。又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４７】
前記第２搬送路４２は、搬送ローラ対４６が複数設けられている。又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４８】
反転搬送路４３は、両面印刷の際に用いられる搬送路である。反転搬送路４３は、第２搬送路４２の途中であって定着装置６０の用紙搬送方向下流に設けられた分岐爪４８の設けられた部分から、レジストローラ対４５の用紙搬送方向上流側に合流するように設けられている。この反転搬送路４３は、給紙カセット３１の上方かつ、２次転写ローラ５１及び第２搬送路４２の下方を通る用にして設けられている。この反転搬送路４３も、前記搬送ローラ対４６が複数設けられ、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４９】
前記２次転写部５０は、２次転写ローラ５１及び駆動ローラ２２から構成される。２次転写ローラ５１は、中間転写ベルト２１に転写された画像を、２次転写ローラ５１と中間転写ベルト２１の間に挟まれるように搬送されてきた用紙Ｐに転写するためのものである。そのため、２次転写ローラ５１は駆動ローラ２２と中間転写ベルト２１を介して接するように設けられている。そして、この２次転写ローラ５１には、電圧印加手段（不図示）によって、所定のタイミングで用紙Ｐにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
【００５０】
前記定着装置６０は、用紙Ｐ上に転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第２搬送路４２の途中であって、ロータリ式現像装置１４の下方に設けられている。この定着装置６０は、ヒータを内蔵する加熱ローラ６１と加熱ローラ６１に圧接する加圧ローラ６２とを有しており、両ローラ間に用紙Ｐを挟持して用紙Ｐを搬送するとともに、トナーを加熱加圧して用紙Ｐに定着させる。
【００５１】
前記トナー供給部７０は、トナー収容器７１及びトナー供給装置７２等から構成される。トナー収容器７１は、ロータリ式現像装置１４の各現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに対して供給するトナーを収容する部分であり感光体ドラム１１及び中間転写ベルト２１の上方に設けられる。このトナー収容器７１は、図１で不可視となっているが、図１の紙面垂直方向に並べて４つ配置される。それぞれ、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのそれぞれの各色のトナーを収容する。
【００５２】
前記トナー供給装置７２は、トナー収容器７１に収容された各色のトナーを、対応する現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに供給するためのものであり、感光体ドラム１１の上方において、レーザユニット１５とトナー収容器７１との間のスペースに配置されていて、上下動できるよう構成されている。トナー供給装置７２は、先端が細い形状となっており、下方に移動した際に、先端が現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに差し込まれトナーを供給する。
【００５３】
次に、画像形成動作について簡単に説明する。この画像形成装置１ａは、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作実行する。
【００５４】
まず、帯電ローラ１２によって感光体ドラム１１が帯電される。その後、この感光体ドラム１１に対して、レーザユニット１５により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体ドラム１１には静電潜像が形成される。次に、ロータリ式現像装置１４が回転され、対応する色の現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍが感光体ドラム１１に対向させられる。この状態で、感光体ドラム１１の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。現像された画像は、中間転写ベルト２１に転写される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト２１上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、例えば、黒色の単色画像を形成する場合は、以上の動作を１度行えばよい。又、感光体ドラム１１上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置１３により清掃される。
【００５５】
一方で、給紙部３０において、給紙カセット３１又は手差しトレイ３２から１枚の用紙Ｐがピックアップローラ３４等により取り出され、レジストローラ対４５まで搬送される。その後、用紙Ｐは、レジストローラ対４５から中間転写ベルト２１上の画像形成にタイミングを合わせて搬送され、２次転写ローラ５１に案内される。２次転写ローラ５１は中間転写ベルト２１に当接し、２次転写ローラ５１に所定の電圧を印加し、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは第２搬送路４２により定着装置６０に案内され、この定着装置６０によりトナー像が用紙Ｐに定着される。そして、片面印刷の場合は、分岐爪４８を経て、用紙排出口４７から順次排出され、画像形成済みの用紙Ｐは排出トレイ４９上が受け止める。
【００５６】
一方、両面印刷の場合、定着装置６０を通過した用紙Ｐは、用紙搬送方向において、分岐爪４８よりも下流側の第２搬送路４２上でスイッチバックされ、分岐爪４８によって反転搬送路４３に導入される。その後、表裏反転した用紙Ｐは、再び第１搬送路４１のレジストローラ対４５の上流側に戻される。そして、用紙Ｐの裏面側にタイミングを合わせて２次転写ローラ５１からトナー像が転写される。その後は用紙排出口４７から排出される。
【００５７】
次に、第１の実施形態に係るローラＲ１の構成について、図２乃至４を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るローラＲ１の側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るローラＲ１を側面から見た場合の断面図である。図４（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´方向のローラＲ１の断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´方向のローラＲ１の断面図である。尚、図２乃至４において、ローラＲ１に複数設けられる開口８１（円状開口８１ａ、スリット８２）は、球体８０の全てに対し符号を付すと雑然となるから、一部のみに符号を付すこととする。
【００５８】
本実施形態における画像形成装置１ａにおけるベルトは、中間転写ベルト２１であり、中間転写ベルト２１を張架しているローラは、駆動ローラ２２、テンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５であり、これらのローラのうち、特にテンションローラ２３に本発明に係るローラＲ１を用いることができる。
【００５９】
図２に示すように、前記ローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されている。そして、詳細は後述するが、ローラＲ１内には、球体８０が設けられており、又、ローラＲ１表面には、円状開口８１ａ、及び、ローラＲ１端から所定の長さでローラＲ１端部を分割するように、かつ、ローラＲ１の両端部にローラＲ１の周方向及び／又は軸線方向にわたってスリット状の開口８１（以下、「スリット８２」と呼ぶこともある。）が複数設けられ、かつ、球体８０は、その一部が開口８１及びローラＲ１表面から突出するようになっている。尚、球体８０は例えば金属製のものを用いることができるが、後述するように、中間転写ベルト２１と球体８０は接するから耐摩耗性等を考慮して、適宜他の素材を用いることも可能である。
【００６０】
次に、図３に基づき、ローラＲ１の詳細な構成及び内部構造について説明する。
【００６１】
図３の断面図に示すように、ローラＲ１は、主として、外周面を構成する円筒状部材８３と、ローラＲ１の両端部に設けられたスリット８２とスリット８２の間において、球体８０を保持する保持体８４と、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるキャップ部材８５及びローラ軸８８とから構成されている。
【００６２】
前記円筒状部材８３は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されていて、ローラＲ１、Ｒ２の外周面を構成する。又、円筒状部材８３には、複数の開口８１が設けられていて、円筒状部材８３の両端部では開口８１が軸線方向に沿ったスリット８２となっている。一方で、軸線方向に見てスリット８２とスリット８２の間の開口８１は、円状（円状開口８１ａ）となっている。尚、ローラＲ１の両端部の開口８１をスリット８２ではなく円状とすることも可能である。
【００６３】
前記保持体８４は、円筒状部材８３の内部に内包される形で設けられ、円筒状部材８３内を埋めるように複数に分割して設けられ、又、球体８０を保持する。球体８０を保持するために、本実施形態における保持体８４は、凹部８４ａが複数設けられている。この凹部８４ａに球体８０を入れ込む。
【００６４】
前記キャップ部材８５は、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるものであり、本実施形態におけるローラＲ１では、２つ用いている。前記キャップ部材８５は、嵌め込んだ際に保持体８４と接する部分を先端側とすると、キャップ部材８５の先端側の径は円筒状部材８３の内径とほぼ同一になっている。そして、キャップ部材８５も円筒状部材８３と同様に後端方向に向けて径が次第に増加するように形成されている。尚、キャップ部材８５には、例えば樹脂製のものを用いることができる。
【００６５】
又、キャップ部材８５は、保持体８４と同様に球体８０を保持できるように凹部８４ａが設けられ、この凹部８４ａに球体８０を入れ込む。本実施形態では、特に、ローラＲ１において設けられたスリット８２部分において、ローラＲ１表面及びスリット８２から球体８０の一部が突出するように、キャップ部材８５は球体８０を保持する。
【００６６】
そして、図３に示すように、保持体８４は、ローラＲ１の軸線方向の両端にそれぞれ突起８６が設けられている。一方で、キャップ部材８５には穴部８７が設けられている。この穴部８７は、半径方向に細長い形状となっている。ローラＲ１を組み立てる際には、保持体８４の突起８６とキャップ部材８５の穴部８７を嵌合させ、更に、キャップ部材８５を円筒状部材８３の両端部に嵌め合わせれば、保持体８４は周方向に移動を規制される。
【００６７】
又、保持体８４とキャップ部材８５は球体８０を保持しているが、球体８０は回転可能に保持されている。更に、図３に示すように、保持体８４及びキャップ部材８５が球体８０を保持する位置は、円筒状部材８３に設けられた開口８１（円状開口８１ａ及びスリット８２）と対応している。一方で円状の開口８１の径及びスリット８２の幅の長さは、ローラＲ１内部で保持される球体８０の径よりも短くなっている。このように構成することで、ローラＲ１の表面から球体８０が脱落せず、かつ、ローラＲ１表面及び開口８１から球体８０の一部が突出する。
【００６８】
尚、図３に示すように、ローラＲ１のローラ軸８８は、ローラＲ１を貫通するように挿入されているが、ローラＲ１への軸の挿入の詳細は後述する。
【００６９】
ここで、円筒状部材８３の材料としては、例えば、ＳＵＳやバネ鋼のような金属のバネ材を用いることができる。これは、円筒状部材８３の両端部にスリット８２を設けるともに、バネ材で円筒状部材８３を形成すれば、その弾力性により円筒状部材８３の両端部における径を調整することができるためである。即ち、円筒状部材８３の両端部における径をキャップ部材８５で調整できる。従って、ローラＲ１に張架されるベルトの伸縮性を考慮してローラＲ１を製造することが容易になる。又、一定の弾力性を有すれば、円筒状部材８３とキャップ部材８５を嵌め合わせたときに、その嵌合部８５ａを押し広げようとする力が働き、円筒状部材８３とキャップ部材８５の嵌合がより強固なものとなる。従って、円筒状部材８３からキャップ部材８５がはずれにくくなる。尚、一定の強度と弾力性を有するものであれば、材料は、特に限定されるものではない。
【００７０】
次に図４に基づき、ローラＲ１の構造について更に説明する。図４のうち（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´における断面であり、具体的には、ローラＲ１の周方向における円筒状部材８３とキャップ部材８５の断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´における断面であり、具体的には、ローラＲ１の周方向における円筒状部材８３と保持体８４の断面図である。
【００７１】
図４（ａ）に示すように、キャップ部材８５は、ローラ軸８８を挿通できるようにするために、中心に貫通孔８５ｂが設けられている。そして、本実施形態では、周方向において、キャップ部材８５は、１２個の凹部８４ａを有している。この凹部８４ａに球体８０を入れ込むことで、ローラＲ１の周方向にわたって球体８０を保持できるようになっている。尚、周方向における凹部８４ａの数は１２個に限られるものではなく、適宜設定可能である。
【００７２】
図４（ｂ）に示すように保持体８４は、円筒状部材８３内に４つ内包されている。即ち、保持体８４は円周方向に４分割されている。又、保持体８４は、円筒状部材８３の両端部に設けられたスリット８２とスリット８２を結ぶ程度の長さでローラＲ１の軸線方向に伸びた形状となっている。そして、本実施形態では、キャップ部材８５と同様に、保持体８４には複数の凹部８４ａが設けられていて、周方向では各保持体８４につき３個、合計で周方向に１２個の凹部８４ａが並べて設けられている（軸線方向については適宜設定可能）。この凹部８４ａに球体８０を入れ込みローラＲ１の周方向にわたって球体８０を保持できるようになっている。尚、周方向における凹部８４ａの数は１２個に限られるものではなく、適宜設定可能である。
【００７３】
本実施形態において、４つの保持体８４を円筒状部材８３に内包した場合、円筒状部材８３の周方向の中心に位置する部分ではローラ軸８８を通せるように、ローラＲ１の軸線方向に伸びている挿通部８９が形成される。この挿通部８９において、各保持体８４は、ローラ軸８８と接する。言い換えると、各保持体８４は、組み合わされた場合、ローラ軸８８の挿通部８９を形成するような形状とされている。
【００７４】
ここで、本実施形態におけるローラＲ１の組立について説明しておく。まず、円筒状部材８３の内部に球体８０を保持した状態の保持体８４を４つ収める。そして次に、円筒状部材８３の両端にそれぞれ、球体８０を保持した状態のキャップ部材８５を嵌め込む。この際、例えば、治具などを用いて円周上に球体８０を保持しつつ、組み立ててもよい。
【００７５】
次に、ローラ軸８８を挿通させるが、図３に示したように、キャップ部材８５には穴部８７が、保持体８４には穴部８７と嵌め合わされる突起８６が設けられている。ローラ軸８８を挿通させていない状態では、キャップ部材８５により保持体８４は、周方向の移動は規制されているが、保持体８４は、半径方向には移動できる状態となっている。これは、キャップ部材８５に設けられた半径方向に伸びて形成されている、穴部８７の存在のためである。これにより球体８０がローラＲ１に干渉することなくローラ軸８８を挿入できる。
【００７６】
そして、ローラ軸８８をキャップ部材８５から保持体８４、そしてキャップ部材８５へと挿通させていく。ローラ軸８８が挿通されると、保持体８４が半径方向に押され円筒状部材８３と接し、保持体８４に保持されている球体８０の一部が対応する開口８１（円状開口８１ａ及びスリット８２）、即ち円筒状部材８３の表面から突出した状態となる。
【００７７】
ここで、本実施形態における中間転写ベルト２１を張架するために、テンションローラ２３に本実施形態に係るローラＲ１を用いた場合について説明する。
【００７８】
尚、駆動ローラ２２にも、本実施形態に係るローラＲ１を用いることも考えられる。しかし、駆動ローラ２２は、駆動力がモータから伝達されるローラＲ１であり、従動するテンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５よりも回転駆動力が強くなっている。そのため、駆動ローラ２２に本実施形態を用いると、中間転写ベルト２１が回転方向に滑ってしまう場合もある。従って、駆動ローラ２２には、本実施形態に係るローラＲ１を使用しないこととする。又、１次転写ローラ２４、２５も性能上表面層の材料特性が重要なこともあり、１次転写ローラ２４、２５には使用しないこととする。
【００７９】
駆動ローラ２２に回転する駆動力が伝達されると、駆動ローラ２２、テンションローラ２３及び１次転写ローラ２４、２５に張架された中間転写ベルト２１も回転する。この際、駆動ローラ２２、テンションローラ２３及び１次転写ローラ２４のそれぞれが平行でないと、張架された中間転写ベルト２１が各ローラＲ１の軸線方向に（図１における紙面垂直方向）移動しようとする場合もある。
【００８０】
又、中間転写ベルト２１を各ローラ２の軸線方向に移動させようとする力の要因は、それだけではない。即ち、中間転写ベルト２１と接する感光体ドラム１１、２次転写ローラ５１及びベルトクリーニング装置２６との平行度も問題となる。なぜなら、中間転写ベルト２１は、これらの部材と接するから、何らかの力を受けるためである。又、中間転写ベルト２１自体の形状等にも左右されうる。
【００８１】
中間転写ベルト２１を張架する各ローラや感光体ドラム１１等の中間転写ベルト２１と接する回転体における軸線方向が完全に平行であることが理想である。しかし、現実的には難しい。そのような、部品の精度管理、組立の精度管理を行うと、各回転体ひいては画像形成装置１ａの製造に要するコストがあまりに高いものとなってしまうからである。
【００８２】
ここで、中間転写ベルト２１が張架する各ローラ２の軸線方向に移動すると、中間転写ベルト２１の蛇行や斜行、ベルトの偏り、ベルト表面における皺、浪打ち等の原因となる。そうすると、中間転写ベルト２１への感光体ドラム１１からの転写及び中間転写ベルト２１から用紙Ｐへの転写における色ズレか転写ズレの原因となってしまう。従って、形成される画像の品質が低下してしまう場合もある。又、そして、中間転写ベルト２１の斜行や蛇行、偏り等が自動的に戻ることが望ましい。
【００８３】
本実施形態における中間転写ベルト２１を張架するローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるから、中間転写ベルト２１が軸線方向に移動しようとしても、直ぐに移動しようとする反対の方向に力が働き、中間転写ベルト２１が正規位置から移動し難いものとなっている。更に、回転可能に保持された球体８０がローラＲ１表面から突出しているので、中間転写ベルト２１が移動した場合でも元の正規状態に戻りやすくなっている。従って、中間転写ベルト２１の斜行、蛇行、偏り、ベルト表面に皺や浪打ちがなくなる。しかも高精度に部品・組立の品質管理を行う必要がなく、又、センサ等により中間転写ベルト２１の移動状態を検知する必要もないから、安価にベルトの移動のない長寿命のベルト張架装置を構成できる。
【００８４】
次に本発明における第２の実施形態について、図５、６に基づいて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係るローラＲ２の側面図である。図６は、（ａ）は、図５に示す第２の実施形態に係るローラＲ２のＣ−Ｃ´方向の断面図である。（ｂ）は、図５に示すＤ−Ｄ´方向の断面図である。
【００８５】
第２の実施形態は、ローラＲ２に用いる球体８０を、コロ９０としている点で第１の実施形態と最も大きな差異を有している。従って、その他の基本的な構成は、図１〜４を用いて説明した上記の第１の実施形態と同様であるから、上記と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、球体８０をコロ９０と変更することによる差異以外の点については、図１〜４を用いて説明した第１の実施形態と同様にすればよい。
【００８６】
図５に示すように、球体８０に変えて、コロ９０がローラＲ２内で保持されるから、円状に設けられていた開口８１をローラＲ２側面から見て矩形状にすることができる（尚、ローラＲ２の両端部にはスリット８２を設けている）。そして、コロ９０はローラＲ２の軸線方向に回転するように保持体８４及びキャップ部材８５に保持される。
【００８７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、各コロ９０は、突部９１が側面部分に設けられる（図６では、図面の煩雑化防止のため一部のコロ９０のみに符号を付す。）。突部９１は円筒状部材８３からコロ９０が落ちないようにするためのものである。このようにして、ローラＲ２表面からコロ９０の一部が突出するように本実施形態におけるローラＲ２は形成されている。
【００８８】
尚、上記第１の実施形態におけるローラＲ１は、中間転写ベルト２１を張架するローラのうち、駆動ローラ２２、中間転写ローラ２４、２５には、使用しない旨記載した。しかし、本実施形態におけるローラＲ２においては、コロ９０の回転方向は、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向のみとなっているから、ベルトが回転方向には滑り難くなっており、本実施形態におけるローラＲ２は駆動ローラ２２にも、用いることが可能な場合もある。
【００８９】
このように、第２の実施形態に係るローラＲ２は簡易な構成であって、張架された中間転写ベルト２１が正規位置から、軸線方向に移動し難いものでありつつ、又、ベルトが移動したとしても、正規位置に移動しやすいものとなっているから、第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００９０】
次に本発明における第３の実施形態について、図７に基づいて説明する。図７は、本発明にかかるローラＲ１又はＲ２を備えた第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂの構造を示す模型的断面図である。
【００９１】
第１及び２の実施形態における画像形成装置１ａでは、トナー像を中間転写ベルト２１に形成した上で、用紙Ｐにトナー像を転写していた。しかし、第３の実施形態における画像形成装置１ｂは、タンデムに各色のトナー像を形成するための画像形成部１００を配置し、各感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙Ｐに直接転写する。そして、画像形成部１００内での用紙搬送部４００にベルト（用紙搬送ベルト４０１）を用いる点で、第１及び第２の実施形態における画像形成装置１ａと異なる。
【００９２】
尚、第１及び第２実施形態に係る画像形成装置１ａは、画像形成装置１ａ自体の大きさを小さく、即ち、コンパクトとし易い等の点で利点がある。一方、第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂは、画像形成の速度を速くできる等の点で利点がある。
【００９３】
更に、第１及び第２実施形態における画像形成装置１ａは、トナー像の用紙Ｐへの定着に加圧ローラ６２と加熱ローラ６１からなる定着装置６０を備えているが、第３の実施形態にかかる画像形成装置１ｂは、加熱ローラ６０１、加圧ローラ６０２、定着ベルト６０３、定着ローラ６０４からなる定着装置６００を備えている点で異なる。
【００９４】
尚、第１及び第２実施形態に係る画像形成装置１ａは、定着装置６０自体の大きさを小さくでき、画像形成装置１ａのコンパクト化の要請に応え易い等の点で利点がある。一方、第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂは、定着装置６００を利用できるまでのウォームアップの時間を短くできる等の点で利点がある。
【００９５】
その他の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１及び第２の実施形態と同様とできるから、上記と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、画像形成装置１ｂ内の他の構成については、第１及び第２の実施形態に係る画像形成装置１ａと同様にすればよい。又、ベルトを張架する各ローラに第１及び第２の実施形態に係るローラＲ１、Ｒ２を用いればよい。
【００９６】
図７に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１ｂは、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナー像を形成する４つの画像形成部１００Ｂ、１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍを備えている点で異なっている。しかし、各画像形成部１００は、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１０、帯電器１２０、現像装置１４０、ドラムクリーニング装置１３０等を備える点は第１及び第２の実施形態と同様である。又、感光体ドラム１１に対しては、レーザユニット（不図示）からのレーザ光１５０Ｌ（二点鎖線で図示）が帯電後の感光体ドラム１１０に対し、走査・露光する点でも同様である。従って、各画像形成部１００におけるトナー像の形成動作については、実施形態１及び２における画像形成装置１ａと同様である。
【００９７】
しかし、各感光体ドラム１１０に対向して、用紙搬送ベルト４０１を介し、転写ローラ２４０がそれぞれ設けられている点で、実施形態１及び２に係る画像形成装置１ａと異なっている。これは、用紙Ｐに直接、感光体ドラム１１０からトナー像を転写できるようにするためである。
【００９８】
ここで、用紙搬送ベルト４０１は、駆動ローラ２２０、従動ローラ２３０、２３１、転写ローラ２４０に張架されている。駆動ローラ２２０は、モータから駆動力が伝達されるローラである。従動ローラ２３０、２３１は、用紙搬送ベルト４０１に一定の張力を与える等の目的で設けられているローラである。各転写ローラ２４０は、上述の通り感光体ドラム１１０上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するためのものであり、転写のため所定の電圧が印加される。又、駆動ローラ２２０が回転すると、併せて各ローラ及び用紙搬送ベルト４０１も回転する。
【００９９】
そして、画像形成に用いられる用紙Ｐは、図７において、右方から、用紙搬送ベルト４０１上に載せられ左方に向けて搬送される。搬送される際には、各感光体ドラム１１０と各転写ローラ２４０のニップ（計４箇所）を通過し、それぞれのニップで各色のトナー像が順次転写される。即ち、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの順で用紙Ｐにトナー像が転写される。従って、用紙搬送ベルト４０１及びこれを張架する各ローラは、用紙搬送部４００を形成するとともに、転写部５００を形成している。
【０１００】
用紙搬送ベルト４０１を張架するために用いられている各ローラのうち、例えば、駆動ローラ２２０、従動ローラ２３０、２３１に実施形態１及び２に示すような本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いることができる。尚、駆動ローラ２２０には、内部に球体８０が保持されている実施形態１に係るローラＲ１は上述の理由から使用しないようにしてもよい。
【０１０１】
そして、トナー像を転写された用紙Ｐは、定着装置６００に向けて搬送される。上述の通り、本実施形態における定着装置６００は、加熱ローラ６０１、加圧ローラ６０２、定着ベルト６０３、定着ローラ６０４等からなる。加熱ローラ６０１には、発熱体（不図示）が内蔵されていて、又、加圧ローラ６０２にも補助的に発熱体（不図示）を内蔵することが可能である。本実施形態の定着装置６００における各部材の位置関係は、例えば、上方から加熱ローラ６０１、定着ローラ６０４、加圧ローラ６０２の順に配し、定着ベルト６０３を加熱ローラ６０１と定着ローラ６０４に張架する。定着ベルト６０３に熱容量の小さなものを用いれば、トナーを溶融・定着可能な温度まで定着装置６００を素早く暖めることができる。そうすると、画像形成装置１ｂは、起動時から短い時間で利用できる状態にできる。
【０１０２】
又、定着ローラ６０４と加圧ローラ６０２は、定着ベルト６０３を介し、圧接されている。用紙Ｐは、定着ベルト６０３と加圧ローラ６０３の間を通過して、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【０１０３】
定着ベルト６０３を張架するために用いられているローラは、加熱ローラ６０１と定着ローラ６０４であるが、例えば、加熱ローラ６０１、定着ローラ６０４に、球体８０又はコロ９０の突出量を調整する等により定着及び熱の伝導が正確に行われるのであれば、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いてもよい。
【０１０４】
これらの用紙搬送ベルト４０１及び定着ベルト６０３を張架する部材に、実施形態１又は２に示したような本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いれば、ベルトの斜行、蛇行、偏り、皺、浪打等のない画像形成装置１ｂを提供できる。従って、紙詰まりがなく、転写、定着ミスのない形成される画像の品質が高く、長寿命の画像形成装置１ｂを提供できる。
【０１０５】
このようにして、ベルトが張架され、ベルトにより駆動力が伝達され従動するローラに用いられるローラＲ１において、ローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ１内には複数の球体８０が、ローラＲ１表面には複数の開口８１が、ローラＲ１の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられ、球体８０は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体８０が接するようにローラＲ１表面及び開口８１から一部が突出して設けられるようにすれば、ローラＲ１の中心からローラＲ１の軸線方向の端部に向けて次第にローラＲ１の径が大きくなっているから、ローラＲ１に張架されたベルトが正規位置からローラＲ１の軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従って、ベルトの蛇行等が生じ難いローラＲ１を提供できる。又、ベルトが移動してもローラＲ１の端部ではローラＲ１の外径が大きくなっているので、移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラＲ１の表面から、回転可能に保持された球体８０の一部が突出して、球体８０の一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ローラＲ１の端部ではローラＲ１の外径が大きくなっているから、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラＲ１を簡易な構成で安価に提供できる。
【０１０６】
又、ベルトが張架されるローラＲ２において、ローラＲ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ２内には複数のコロ９０が、ローラＲ２表面には複数の開口８１が、ローラＲ２の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられ、コロ９０は、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトとコロ９０が接するようにローラＲ２表面及び開口８１から一部が突出するように設けられるようにすれば、球体８０を設けた場合と同様に、ローラＲ２に張架されたベルトが、ローラＲ２の軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従ってベルトの蛇行や偏りが生じ難く、張架されたベルトが正規位置を維持するローラＲ２を簡易な構成で安価に提供できる。
【０１０７】
又、ローラＲ１、Ｒ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されたローラＲ１、Ｒ２の外周面を構成する円筒状部材８３を備え、円筒状部材８３の内部に、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向に沿って球体８０又はコロ９０を保持するための複数の保持体８４が内包されており、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるとともに、保持体８４と係止されるキャップ部材８５を備え、更にキャップ部材８５は、球体８０又はコロ９０を保持するようにすれば、上記の効果に加え、従来のように、ベルトにリブを、ローラにリブを嵌め合わせるための溝を設けたり、ローラを高精度に製造し、組み立てたり、ローラ等の平行度を管理するためにセンサやモータなどを設けたりして複雑化することなく、簡易な構成で安価にベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。更に、円筒状部材８３は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるにもかかわらず、保持体８４又はキャップ部材８５により、球体８０又はコロ９０を確実に保持できるとともに、保持体８４及びキャップ部材８５とが係止され、球体８０又はコロ９０の保持する位置を確実なものとできる。特に、キャップ部材８５は、ローラＲ１、Ｒ２中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されているから、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向両端部では、曲線を形成しているにもかかわらず、球体８０又はコロ９０を確実に保持するローラＲ１、Ｒ２を容易に製造できる。
【０１０８】
又、保持体８４の突起８６とキャップ部材８５の穴部８７が嵌め合わされるから、突起８６と穴部８７を嵌め合わせるだけで確実に保持体８４とキャップ部材８５とを係合することができ、円筒状部材８３内で、保持体８４が円周方向に回転することを防ぐことができる。従って、球体８０又はコロ９０の支持を確実に行うローラＲ１、Ｒ２を容易に製造できる。
【０１０９】
又、円筒状部材８３は、バネ材からなり、円筒状部材８３の両端部における開口８１は、軸線方向に複数のスリット状の開口８１となっていて、スリット８２に沿って円筒状部材８３の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるようにすれば、円筒状部材８３の両端部は、弾力性を有するから、キャップ部材８５の径を調整するだけで円筒状部材８３の両端部の径を変えることができる。例えば、ゴム製のような伸縮可能なベルトを用いる場合、円筒状部材８３の両端部の径を大きくし、一方で、伸縮性の少ない又はないようなベルトを用いる場合、円筒状部材８３の両端部の径を小さくすることができる。従って、ベルトの材質の差異に対応しつつ、ベルトが正規位置を維持するローラＲ１、Ｒ２を提供できる。しかも、製造も容易で安価なローラＲ１、Ｒ２であり、従来のような複雑な構成や高精度な管理を行う必要がない。
【０１１０】
又、静電潜像が形成される感光体ドラム１１、１１０と、感光体ドラム１１、１１０に現像剤を供給しトナー像を現像するロータリ式現像装置１４又は現像装置１４０と、現像されたトナー像を中間転写部２０に転写後、用紙Ｐに転写するか、若しくは、像担持体から直接、用紙Ｐに転写する転写部５００と、用紙Ｐを搬送する用紙搬送部４０、４００と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置６０、６００とを備えた画像形成装置１ａ又は１ｂにおいて、中間転写部２０、用紙搬送部４０、４００、又は定着装置６０、６００のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、ベルトを張架するために上記のローラＲ１、Ｒ２を備えるようにすれば、ベルトの蛇行等が押さえられベルトが傷付くことがないから、長寿命の画像形成装置１ａ又は１ｂを提供できる。又、用紙搬送ベルト４０１においては、用紙Ｐが斜めの状態で搬送されたり、又、紙詰まりを生じたりずることがなくなる。又、中間転写ベルト２１においては、転写ズレがなく、特にカラーの画像形成装置１ａでは色ズレも生ずることもない。又、定着装置６０においては、紙詰まりを生ずることがない。従って、形成される画像の品質が高く、用紙搬送等の点で精度の高い画像形成装置１ａ、１ｂを提供できる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。上記実施形態では、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２は、画像形成装置１ａ、１ｂに用いる場合について説明したが、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２は、使用目的は画像形成装置１ａ、１ｂに限られず、運搬等に用いられるベルトを張架するローラＲ１、Ｒ２であれば、適用可能である。又、用紙搬送ベルト４０１上で転写が行われる場合について説明したが、用紙搬送ベルト４０１は、画像形成装置１ａ、１ｂ内で単に用紙Ｐの搬送を行う目的で別途設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、ベルトを張架するローラ及び例えば、このローラを備えた画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模型的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るローラの側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るローラを側面から見た場合の断面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´方向のローラの断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´方向のローラの断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るローラの側面図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す第２の実施形態に係るローラのＣ−Ｃ´方向の断面図である。（ｂ）は、図５に示すＤ−Ｄ´方向の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模型的断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
Ｒ１、Ｒ２ ローラ
１ａ、１ｂ 画像形成装置
１１、１１０ 感光体ドラム
１４、１４０ 現像装置（ロータリ式現像装置、現像装置）
２０ 中間転写部
４０、４００ 用紙搬送部
５００ 転写部
６０、６００ 定着装置
８０ 球体
８１ 開口
８１ａ 開口（円状）
８２ スリット
８３ 円筒状部材
８４ 保持体
８５ キャップ部材
８６ 突起
８７ 穴部
９０ コロ
Ｐ 用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベルトが張架されるローラ及びこのローラを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、物品等を運ぶためにベルトが用いられている。そして、ベルトは無端状のものが用いられることがあり、このベルトを張架するためにローラが用いられる。ローラが回転すると、複数のローラに張架されたベルトは、ローラの回転にあわせて回転される。このようなベルトは、様々な分野で用いられている。
【０００３】
例えば、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置においては、転写材である用紙を搬送するための用紙搬送ベルト、定着装置においてトナー像を加熱するために必要な熱を伝達するための定着ベルト等、ベルトが用いられている。又、カラー対応の画像形成装置では、各色のトナー像を順次中間転写部に転写し、中間転写部に重ね合わされたトナー像をまとめて転写材に転写することが行われているが、この中間転写部にベルトが採用されている。
【０００４】
ここで、ローラに張架されているベルトは、ローラの設置状態における傾き、寸法等の条件により、ローラの軸線方向に移動する場合がある。ベルトが移動すると、ベルトの蛇行、斜行、ベルトがローラの軸線方向における一方向に寄ってしまうという偏り、ベルトの表面に皺や波打ちが生ずる。
【０００５】
このようなベルトの移動により生ずる蛇行等は、一般に搬送物の搬送ミスや搬送タイミングのズレの原因となり、更にはベルトが傷付く場合もあり、ベルトの寿命に影響がある。画像形成装置について言えば、用紙搬送ベルトでは、用紙への転写のタイミングのずれや紙詰まりの原因となる。定着ベルトでは、熱の伝達ミスやベルトの短命化の原因となる。中間転写ベルトでは、像担持体から正確な転写を受けられないことによる色ズレや転写材への転写が正確になされないことによって、形成される画像に影響を与える。
【０００６】
このベルトの蛇行等に対する対策として、ローラの形状をクラウン状又は逆クラウン状とするように、ローラの中心部の径を大きく又は小さくすることがある。又、ローラの端部に周方向に溝を、溝に嵌め合わせるためのリブをベルト端部に設けることもある。又、ローラの取り付け角度や、ベルトを張架するローラどうしの平行度を管理し、かつ、ベルトの平行度を部品レベル、組立レベルにて管理することもある。又、ベルトの蛇行、偏りをセンサ等で検知してモータ等の機構を設け、各ローラの平行度を保つこともある。
【０００７】
更に、上記問題に対する解決策として、特許文献１記載の発明が提案されている。特許文献１には、幅方向の両端側における径が端部に向かって増加し、かつ、両端側が半径方向に弾力性を有するローラが記載されている。又、この構成に加え、ローラは略円筒形の外筒と、外筒を回転駆動させる回転軸を備え、外筒の両端に複数の舌片が形成され、舌片は外向きに拡開されているローラも記載されている（請求項１、請求項３、図２参照）。このように構成することで、ベルトが偏り始めてもベルトを正規の位置に戻すようにしている（段落００１０）。
【特許文献１】特開２００５−０７０７０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ベルトの蛇行、偏りを防ぐために様々な手段が存在しているが、ローラの形状をクラウン又は逆クラウン形状とすれば、ベルトの張力は増加させ得るが、このローラに張架できるベルトは伸縮可能なものに限られるという問題がある。又、逆クラウン形状とした場合では、ベルト中央部がローラから浮いてしまい、駆動伝達において好ましくない場合があるという問題がある。
【０００９】
又、ローラの溝と、ベルトのリブを嵌め合わせると、蛇行等が生じがたくなり得るが、ローラの駆動力が大きい場合等、溝とリブの嵌め合わせがはずれてしまう場合があり、又、再度嵌め合わせる作業は困難であるという問題がある。又、ベルトの平行度を部品レベル、組立レベルにて管理すると高精度にローラやベルト等を製造しかつ組み立てなければならず、又、センサやモータ等を用いる場合においても画像形成装置に様々な部品を取り付ける必要があって画像形成装置の構造が複雑となり、いずれの場合もコスト面において採用し難く、又、画像形成装置の製造が複雑化するという問題がある。
【００１０】
更に、特許文献１記載の発明をみると、特許文献１記載の発明は、上記の各手段における問題を解決でき、ベルトの蛇行、偏りは生じ難いと言えるものの、一度ベルトが移動してしまうと、張架されるベルトとローラの間における摩擦により、ベルトが正規位置に戻りにくい場合があるという問題が存在する。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ベルトが張架されるローラにおいて、ベルトの正規位置からの移動が生じ難く、移動しても、ベルトの蛇行、偏りが生じてもベルトが正規位置に自動的に戻るローラであって、その製造も安価で容易であるローラを提供することを課題とする。又、そのようなローラを用いることにより、ベルトの移動がない画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明は、ベルトが張架され、前記ベルトにより駆動力が伝達されるテンションローラに用いられるローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数の球体が、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、前記球体は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体が接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられることとした。
【００１３】
又、請求項２に係る発明は、ベルトが張架されるローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数のコロが、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、前記コロは、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトと前記コロが接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられることとした。
【００１４】
又、請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のローラにおいて、前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成された前記ローラの外周面を構成する円筒状部材を備えており、前記円筒状部材の内部に、前記ローラの軸線方向に沿って前記球体又は前記コロを保持するための複数の保持体が内包されており、前記円筒状部材の両端部に嵌め合わされるとともに、前記保持体と係止されるキャップ部材を備えていることとした。
【００１５】
又、請求項４に係る発明は、請求項３に記載のローラにおいて、前記キャップ部材は、前記球体又は前記コロを保持することとした。
【００１６】
又、請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載のローラにおいて、複数の前記保持体は、ローラの軸線方向の両端にそれぞれ突起が設けられており、前記キャップ部材は、前記突起と嵌め合わせるための穴部が設けられることとした。
【００１７】
又、請求項６に係る発明は、請求項３乃至５いずれか１項に記載のローラにおいて、前記円筒状部材は、ばね材からなり、前記円筒状部材の両端部における開口は、軸線方向に複数のスリット状の開口となっていて、前記スリットに沿って前記円筒状部材の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されることとした。
【００１８】
又、請求項７に係る発明は、静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給しトナー像を現像する現像装置と、現像されたトナー像を中間転写部に転写後、転写材に転写するか、若しくは、像担持体から直接、転写材に転写する転写手段と、転写材を搬送する搬送手段と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置とを備えた画像形成装置において、上記中間転写部、上記搬送手段、又は上記定着装置のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、前記ベルトを張架するために請求項１乃至６いずれか１項に記載のローラを備えることとした。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、ローラの中心からローラの軸線方向の端部に向けて次第にローラ径が大きくなっているから、ローラに張架されたベルトが、ローラの軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従って、ベルトの蛇行や偏りが生じ難いローラを提供できる。
【００２０】
又、ベルトが移動してもローラの端部ではローラの外径が大きくなっているので、その移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラの表面から、回転可能に保持された球体の一部が突出して、球体の一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ローラの端部ではローラの外径が大きくなっているので、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様に、ローラに張架されたベルトが、ローラの軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従ってベルトの蛇行や偏りが生じ難いローラを提供できる。
【００２２】
又、ベルトが移動しても、その移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラの表面から、回転可能に保持されたコロの一部が突出して、コロの一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。
【００２３】
請求項３及び４記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果に加え、従来のように、ベルトにリブを、ローラにリブを嵌め合わせるための溝を設けたり、ローラを高精度に製造し、組み立てたり、ローラ等の平行度を管理するためにセンサやモータなどを設けたりして複雑化することなく、簡易な構成で安価にベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。更に、円筒状部材は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるにもかかわらず、支持体又はキャップ部材により、球体又はコロを確実に保持できるとともに、支持体及びキャップ部材とが係止され、球体又はコロの保持する位置を確実なものとできる。
【００２４】
特に、請求項４記載の発明においては、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されているから、ローラの軸線方向において、曲線を形成しているにもかかわらず、球体又はコロを確実に保持するローラを容易に製造できる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、保持体の突起とキャップ部材の穴部が嵌め合わされるから、突起と穴部を嵌め合わせるだけで確実に保持体とキャップ部材とを係合することができ、円筒状部材内で、保持体が円周方向に回転することを防ぐことができる。従って、球体又はコロの支持を確実に行えるローラを容易に製造できる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、円筒状部材の両端は、弾力性を有しスリットも設けられているから、キャップ部材の径を調整するだけで円筒状部材の両端部の径を変えることができる。例えば、ゴム製のような伸縮可能なベルトを用いる場合、円筒状部材の両端部の径を大きくして、一方で、伸縮性の少ない又はないようなベルトを用いる場合、円筒状部材の両端部の径を小さくすることができる。従って、ベルトの材質の差異に対応しつつ、ベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。しかも、製造も容易で安価なローラであり、従来のような複雑な構成や高精度な管理を行う必要がない。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、画像形成装置に用いられるベルトを張架するために上記のローラを用いれば、ベルトが傷つくことがないから、長寿命の画像形成装置を提供できる。又、用紙搬送ベルトにおいては、用紙が斜めの状態で搬送されたり、又、紙詰まりを生じたりずることがない。又、中間転写ベルトにおいては、転写ズレがなく、特にカラーの画像形成装置では色ズレも生ずることもない。又、定着装置においては、紙詰まりや定着不足を生ずることがない。従って、形成される画像の品質が高く、用紙搬送等の点で精度の高い画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態について図１〜４を参照しつつ説明する。尚、本実施形態では、本発明に係るローラＲ１を中間転写ベルト２１の張架に用いる画像形成装置１ａについて説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。
【００２９】
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態におけるローラＲ１を備えた画像形成装置１ａの概略を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１ａの概略構成を示す模型的断面図である。
【００３０】
本実施形態に係る画像形成装置１ａは、画像形成部１０、中間転写部２０、給紙部３０、用紙搬送部４０、２次転写部５０、定着装置６０とトナー供給部７０等から構成される。以下その詳細を説明する。
【００３１】
前記画像形成部１０は、像担持体としての感光体ドラム１１、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ１２、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃するためのドラムクリーニング装置１３、感光体ドラム１１に形成された静電潜像を各色のトナーによって現像するロータリ式現像装置１４、外部のコンピュータから送られてきた画像情報等に基づいて、感光体ドラム１１を走査露光するためのレーザユニット１５等から構成される。
【００３２】
前記感光体ドラム１１は、表面に静電潜像が形成されるものであり、画像形成装置１ａのほぼ中央に回転自在に設けられる（回転方向を矢印で図示）。その回転軸（不図示）は、図１の紙面に対して垂直に延びるように設けられている。又、感光体ドラム１１は、アモルファスシリコンやＯＰＣ感光体等の感光層を有するように形成されている。
【００３３】
前記帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の上部に設けられている。又、帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させるため感光体ドラム１１と接しており、所定の方向に回転駆動されている。尚、帯電ローラ１２の上部に設けられているのは、帯電ローラ１２に付着している帯電生成物をクリーニングするためのクリーナー１２ａである。
【００３４】
前記ドラムクリーニング装置１３は、図１における感光体ドラム１１の右側方に設けられていて、感光体ドラム１１の表面に残留したトナーや付着物を清掃する。
【００３５】
前記、ロータリ式現像装置１４は、図１における左側方に感光体ドラム１１に隣接して設けられている。又、ロータリ式現像装置１４は、回転枠１４ａと、４色のトナーに対応して設けられ回転枠１４ａに支持された４つの現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍとを有し、図示しないモータやギアを含む駆動機構によって回転させられる。ロータリ式現像装置１４は、軸の回りに回転自在な円筒形状である。ロータリ式現像装置１４の回転軸は、回転枠１４ａの中心を通り、その軸線方向は、感光体ドラム１１の回転軸の軸線方向と平行である。
【００３６】
図１に示すように、回転枠１４ａは、回転軸の中心から放射状に延びる仕切枠１４ｄによって円周方向に４等分された４つの区画を有している。各区画には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４つのトナー色に対応した現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍが配置され、各現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍは、それぞれ同様の構成である。そして、ロータリ式現像装置１４が回転すると、各区画における現像ローラ１４ｂ、１４ｙ、１４ｃ、１４ｍが、感光体ドラム１１に所定の隙間を有しつつ対向するようになっている。
【００３７】
前記レーザユニット１５は、外部のコンピュータ等から送られてきた画像情報に基づき感光体ドラム１１を走査露光するものであり、ロータリ式現像装置１４の上方に設けられる。そして、レーザユニット１５からはレーザ光１５Ｌが画像情報に基づき発射され、レーザ光１５Ｌの光路上には、反射ミラー１５ａが設けられている。レーザ光１５Ｌは、この反射ミラー１５ａによって反射され、感光体ドラム１１の表面に照射される（２点鎖線にてレーザ光１５Ｌを図示）。尚、レーザユニット１５の内部の構成は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ポリゴンミラー駆動用モータ等を有している（不図示）。
【００３８】
次に中間転写部２０について説明する。
【００３９】
前記中間転写部２０は、感光体ドラム１１に形成された各色のトナー画像が順次転写される中間転写ベルト２１、中間転写ベルト２１を張架し回転駆動させるための駆動ローラ２２、テンションローラ２３、感光体ドラム１１と中間転写ベルト２１を介して隣接する１次転写ローラ２４、２５、中間転写ベルト２１を清掃するためのベルトクリーニング装置２６等から構成されている。
【００４０】
前記中間転写ベルト２１は、静電潜像上に各色のトナーが現像されたトナー像が順次転写され、感光体ドラム１１の下方に配置される。この中間転写ベルト２１は、対向して配置され、ローラとローラの回転軸の軸線方向が平行となるように設けられた駆動ローラ２２とテンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５に張架されている。
【００４１】
前記駆動ローラ２２は、感光体ドラム１１の下方に設けられる。そして、モータ（不図示）から駆動が伝達され所定の方向に回転する。テンションローラ２３は、図１における装置右方に設けられ、その高さの位置は、感光体ドラム１１とほぼ同じとなっている。このテンションローラ２３はバネ２３ａによって駆動ローラ２２から離れる方向に付勢されている。これにより、中間転写ベルト２１に所定の張力が与えられる。
【００４２】
前記１次転写ローラ２４、２５は、中間転写ベルト２１の所定範囲が感光体ドラム１１に当接されるように互いに近接して感光体ドラム１１の下方に設けられる。１次転写ローラ２４、２５のうち１次転写ローラ２５は、中間転写ベルト２１を介してニップを形成しており、この部分において、感光体ドラム１１から中間転写ベルト２１にトナー像が転写される。これらのローラ及び中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２２が回転することで、張架された中間転写ベルト２１、テンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５も従動して回転する。
【００４３】
前記ベルトクリーニング装置２６は、図１における装置左側方に対向して設けられており、転写ベルトを清掃する。このベルトクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１の表面に摺接されるブラシ又はローラを有している。ベルトクリーニング装置２６は、中間転写ベルト２１の付着物を掻き取る。
【００４４】
前記給紙部３０は、給紙カセット３１、手差しトレイ３２等から構成されている。装置の底部には、用紙Ｐが載置される載置板３３を有する給紙カセット３１が設けられる。又、給紙部３０は、載置板３３上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために給紙カセット３１の右上部にピックアップローラ３４と、ピックアップローラ３４の右方にローラ対からなる重送防止ローラ３５とを有している。更に、装置右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ３２が設けられている。そして、手差しトレイ３２にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラ３６が設けられている。
【００４５】
前記用紙搬送部４０は、画像形成装置１ａ内で用紙Ｐを搬送するためのものである。用紙搬送部４０は、給紙部３０から後述する２次転写ローラ５１に至る第１搬送路４１と、２次転写ローラ５１から定着装置６０を経て画像形成済みの用紙Ｐを排出するための用紙排出口４７に至る第２搬送路４２と、一度定着装置６０を通過した用紙Ｐを、再度２次転写ローラ５１を通過させるため、第２搬送路４２の途中から第１搬送路４１の途中をつなぐように設けられている反転搬送路４３等から構成されている。尚、用紙搬送方向は、矢印で図示している。
【００４６】
前記第１搬送路４１には、給紙カセット３１から送り出された用紙Ｐを上方に搬送しつつ搬送方向を逆にするための湾曲部４４が設けられている。又、湾曲部４４上部では、手差しトレイ３２からの搬送路が合流している。２次転写ローラ５１の手前には、用紙Ｐの搬送タイミングを制御するためのレジストローラ対４５が配置される。これら要素が設けられる搬送路には、搬送ローラ対４６が複数設けられている。又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４７】
前記第２搬送路４２は、搬送ローラ対４６が複数設けられている。又、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４８】
反転搬送路４３は、両面印刷の際に用いられる搬送路である。反転搬送路４３は、第２搬送路４２の途中であって定着装置６０の用紙搬送方向下流に設けられた分岐爪４８の設けられた部分から、レジストローラ対４５の用紙搬送方向上流側に合流するように設けられている。この反転搬送路４３は、給紙カセット３１の上方かつ、２次転写ローラ５１及び第２搬送路４２の下方を通る用にして設けられている。この反転搬送路４３も、前記搬送ローラ対４６が複数設けられ、用紙Ｐを案内するガイド板（不図示）も適宜設けられる。
【００４９】
前記２次転写部５０は、２次転写ローラ５１及び駆動ローラ２２から構成される。２次転写ローラ５１は、中間転写ベルト２１に転写された画像を、２次転写ローラ５１と中間転写ベルト２１の間に挟まれるように搬送されてきた用紙Ｐに転写するためのものである。そのため、２次転写ローラ５１は駆動ローラ２２と中間転写ベルト２１を介して接するように設けられている。そして、この２次転写ローラ５１には、電圧印加手段（不図示）によって、所定のタイミングで用紙Ｐにトナーが転写されるようにするための電圧が印加される。
【００５０】
前記定着装置６０は、用紙Ｐ上に転写されたトナーを溶融定着させるためのものであり、第２搬送路４２の途中であって、ロータリ式現像装置１４の下方に設けられている。この定着装置６０は、ヒータを内蔵する加熱ローラ６１と加熱ローラ６１に圧接する加圧ローラ６２とを有しており、両ローラ間に用紙Ｐを挟持して用紙Ｐを搬送するとともに、トナーを加熱加圧して用紙Ｐに定着させる。
【００５１】
前記トナー供給部７０は、トナー収容器７１及びトナー供給装置７２等から構成される。トナー収容器７１は、ロータリ式現像装置１４の各現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに対して供給するトナーを収容する部分であり感光体ドラム１１及び中間転写ベルト２１の上方に設けられる。このトナー収容器７１は、図１で不可視となっているが、図１の紙面垂直方向に並べて４つ配置される。それぞれ、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのそれぞれの各色のトナーを収容する。
【００５２】
前記トナー供給装置７２は、トナー収容器７１に収容された各色のトナーを、対応する現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに供給するためのものであり、感光体ドラム１１の上方において、レーザユニット１５とトナー収容器７１との間のスペースに配置されていて、上下動できるよう構成されている。トナー供給装置７２は、先端が細い形状となっており、下方に移動した際に、先端が現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍに差し込まれトナーを供給する。
【００５３】
次に、画像形成動作について簡単に説明する。この画像形成装置１ａは、入力された画像データに基づき、以下のように画像形成動作実行する。
【００５４】
まず、帯電ローラ１２によって感光体ドラム１１が帯電される。その後、この感光体ドラム１１に対して、レーザユニット１５により画像データに対応した走査露光が行われ、感光体ドラム１１には静電潜像が形成される。次に、ロータリ式現像装置１４が回転され、対応する色の現像器１４Ｂ、１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍが感光体ドラム１１に対向させられる。この状態で、感光体ドラム１１の静電潜像が対応する色のトナーによって現像される。現像された画像は、中間転写ベルト２１に転写される。以上の動作を各色順次繰り返し、中間転写ベルト２１上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、例えば、黒色の単色画像を形成する場合は、以上の動作を１度行えばよい。又、感光体ドラム１１上に転写後に残留したトナー等は、ドラムクリーニング装置１３により清掃される。
【００５５】
一方で、給紙部３０において、給紙カセット３１又は手差しトレイ３２から１枚の用紙Ｐがピックアップローラ３４等により取り出され、レジストローラ対４５まで搬送される。その後、用紙Ｐは、レジストローラ対４５から中間転写ベルト２１上の画像形成にタイミングを合わせて搬送され、２次転写ローラ５１に案内される。２次転写ローラ５１は中間転写ベルト２１に当接し、２次転写ローラ５１に所定の電圧を印加し、中間転写ベルト２１上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写される。この用紙Ｐは第２搬送路４２により定着装置６０に案内され、この定着装置６０によりトナー像が用紙Ｐに定着される。そして、片面印刷の場合は、分岐爪４８を経て、用紙排出口４７から順次排出され、画像形成済みの用紙Ｐは排出トレイ４９上が受け止める。
【００５６】
一方、両面印刷の場合、定着装置６０を通過した用紙Ｐは、用紙搬送方向において、分岐爪４８よりも下流側の第２搬送路４２上でスイッチバックされ、分岐爪４８によって反転搬送路４３に導入される。その後、表裏反転した用紙Ｐは、再び第１搬送路４１のレジストローラ対４５の上流側に戻される。そして、用紙Ｐの裏面側にタイミングを合わせて２次転写ローラ５１からトナー像が転写される。その後は用紙排出口４７から排出される。
【００５７】
次に、第１の実施形態に係るローラＲ１の構成について、図２乃至４を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係るローラＲ１の側面図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係るローラＲ１を側面から見た場合の断面図である。図４（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´方向のローラＲ１の断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´方向のローラＲ１の断面図である。尚、図２乃至４において、ローラＲ１に複数設けられる開口８１（円状開口８１ａ、スリット８２）は、球体８０の全てに対し符号を付すと雑然となるから、一部のみに符号を付すこととする。
【００５８】
本実施形態における画像形成装置１ａにおけるベルトは、中間転写ベルト２１であり、中間転写ベルト２１を張架しているローラは、駆動ローラ２２、テンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５であり、これらのローラのうち、特にテンションローラ２３に本発明に係るローラＲ１を用いることができる。
【００５９】
図２に示すように、前記ローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されている。そして、詳細は後述するが、ローラＲ１内には、球体８０が設けられており、又、ローラＲ１表面には、円状開口８１ａ、及び、ローラＲ１端から所定の長さでローラＲ１端部を分割するように、かつ、ローラＲ１の両端部にローラＲ１の周方向及び／又は軸線方向にわたってスリット状の開口８１（以下、「スリット８２」と呼ぶこともある。）が複数設けられ、かつ、球体８０は、その一部が開口８１及びローラＲ１表面から突出するようになっている。尚、球体８０は例えば金属製のものを用いることができるが、後述するように、中間転写ベルト２１と球体８０は接するから耐摩耗性等を考慮して、適宜他の素材を用いることも可能である。
【００６０】
次に、図３に基づき、ローラＲ１の詳細な構成及び内部構造について説明する。
【００６１】
図３の断面図に示すように、ローラＲ１は、主として、外周面を構成する円筒状部材８３と、ローラＲ１の両端部に設けられたスリット８２とスリット８２の間において、球体８０を保持する保持体８４と、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるキャップ部材８５及びローラ軸８８とから構成されている。
【００６２】
前記円筒状部材８３は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されていて、ローラＲ１、Ｒ２の外周面を構成する。又、円筒状部材８３には、複数の開口８１が設けられていて、円筒状部材８３の両端部では開口８１が軸線方向に沿ったスリット８２となっている。一方で、軸線方向に見てスリット８２とスリット８２の間の開口８１は、円状（円状開口８１ａ）となっている。尚、ローラＲ１の両端部の開口８１をスリット８２ではなく円状とすることも可能である。
【００６３】
前記保持体８４は、円筒状部材８３の内部に内包される形で設けられ、円筒状部材８３内を埋めるように複数に分割して設けられ、又、球体８０を保持する。球体８０を保持するために、本実施形態における保持体８４は、凹部８４ａが複数設けられている。この凹部８４ａに球体８０を入れ込む。
【００６４】
前記キャップ部材８５は、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるものであり、本実施形態におけるローラＲ１では、２つ用いている。前記キャップ部材８５は、嵌め込んだ際に保持体８４と接する部分を先端側とすると、キャップ部材８５の先端側の径は円筒状部材８３の内径とほぼ同一になっている。そして、キャップ部材８５も円筒状部材８３と同様に後端方向に向けて径が次第に増加するように形成されている。尚、キャップ部材８５には、例えば樹脂製のものを用いることができる。
【００６５】
又、キャップ部材８５は、保持体８４と同様に球体８０を保持できるように凹部８４ａが設けられ、この凹部８４ａに球体８０を入れ込む。本実施形態では、特に、ローラＲ１において設けられたスリット８２部分において、ローラＲ１表面及びスリット８２から球体８０の一部が突出するように、キャップ部材８５は球体８０を保持する。
【００６６】
そして、図３に示すように、保持体８４は、ローラＲ１の軸線方向の両端にそれぞれ突起８６が設けられている。一方で、キャップ部材８５には穴部８７が設けられている。この穴部８７は、半径方向に細長い形状となっている。ローラＲ１を組み立てる際には、保持体８４の突起８６とキャップ部材８５の穴部８７を嵌合させ、更に、キャップ部材８５を円筒状部材８３の両端部に嵌め合わせれば、保持体８４は周方向に移動を規制される。
【００６７】
又、保持体８４とキャップ部材８５は球体８０を保持しているが、球体８０は回転可能に保持されている。更に、図３に示すように、保持体８４及びキャップ部材８５が球体８０を保持する位置は、円筒状部材８３に設けられた開口８１（円状開口８１ａ及びスリット８２）と対応している。一方で円状の開口８１の径及びスリット８２の幅の長さは、ローラＲ１内部で保持される球体８０の径よりも短くなっている。このように構成することで、ローラＲ１の表面から球体８０が脱落せず、かつ、ローラＲ１表面及び開口８１から球体８０の一部が突出する。
【００６８】
尚、図３に示すように、ローラＲ１のローラ軸８８は、ローラＲ１を貫通するように挿入されているが、ローラＲ１への軸の挿入の詳細は後述する。
【００６９】
ここで、円筒状部材８３の材料としては、例えば、ＳＵＳやバネ鋼のような金属のバネ材を用いることができる。これは、円筒状部材８３の両端部にスリット８２を設けるともに、バネ材で円筒状部材８３を形成すれば、その弾力性により円筒状部材８３の両端部における径を調整することができるためである。即ち、円筒状部材８３の両端部における径をキャップ部材８５で調整できる。従って、ローラＲ１に張架されるベルトの伸縮性を考慮してローラＲ１を製造することが容易になる。又、一定の弾力性を有すれば、円筒状部材８３とキャップ部材８５を嵌め合わせたときに、その嵌合部８５ａを押し広げようとする力が働き、円筒状部材８３とキャップ部材８５の嵌合がより強固なものとなる。従って、円筒状部材８３からキャップ部材８５がはずれにくくなる。尚、一定の強度と弾力性を有するものであれば、材料は、特に限定されるものではない。
【００７０】
次に図４に基づき、ローラＲ１の構造について更に説明する。図４のうち（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´における断面であり、具体的には、ローラＲ１の周方向における円筒状部材８３とキャップ部材８５の断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´における断面であり、具体的には、ローラＲ１の周方向における円筒状部材８３と保持体８４の断面図である。
【００７１】
図４（ａ）に示すように、キャップ部材８５は、ローラ軸８８を挿通できるようにするために、中心に貫通孔８５ｂが設けられている。そして、本実施形態では、周方向において、キャップ部材８５は、１２個の凹部８４ａを有している。この凹部８４ａに球体８０を入れ込むことで、ローラＲ１の周方向にわたって球体８０を保持できるようになっている。尚、周方向における凹部８４ａの数は１２個に限られるものではなく、適宜設定可能である。
【００７２】
図４（ｂ）に示すように保持体８４は、円筒状部材８３内に４つ内包されている。即ち、保持体８４は円周方向に４分割されている。又、保持体８４は、円筒状部材８３の両端部に設けられたスリット８２とスリット８２を結ぶ程度の長さでローラＲ１の軸線方向に伸びた形状となっている。そして、本実施形態では、キャップ部材８５と同様に、保持体８４には複数の凹部８４ａが設けられていて、周方向では各保持体８４につき３個、合計で周方向に１２個の凹部８４ａが並べて設けられている（軸線方向については適宜設定可能）。この凹部８４ａに球体８０を入れ込みローラＲ１の周方向にわたって球体８０を保持できるようになっている。尚、周方向における凹部８４ａの数は１２個に限られるものではなく、適宜設定可能である。
【００７３】
本実施形態において、４つの保持体８４を円筒状部材８３に内包した場合、円筒状部材８３の周方向の中心に位置する部分ではローラ軸８８を通せるように、ローラＲ１の軸線方向に伸びている挿通部８９が形成される。この挿通部８９において、各保持体８４は、ローラ軸８８と接する。言い換えると、各保持体８４は、組み合わされた場合、ローラ軸８８の挿通部８９を形成するような形状とされている。
【００７４】
ここで、本実施形態におけるローラＲ１の組立について説明しておく。まず、円筒状部材８３の内部に球体８０を保持した状態の保持体８４を４つ収める。そして次に、円筒状部材８３の両端にそれぞれ、球体８０を保持した状態のキャップ部材８５を嵌め込む。この際、例えば、治具などを用いて円周上に球体８０を保持しつつ、組み立ててもよい。
【００７５】
次に、ローラ軸８８を挿通させるが、図３に示したように、キャップ部材８５には穴部８７が、保持体８４には穴部８７と嵌め合わされる突起８６が設けられている。ローラ軸８８を挿通させていない状態では、キャップ部材８５により保持体８４は、周方向の移動は規制されているが、保持体８４は、半径方向には移動できる状態となっている。これは、キャップ部材８５に設けられた半径方向に伸びて形成されている、穴部８７の存在のためである。これにより球体８０がローラＲ１に干渉することなくローラ軸８８を挿入できる。
【００７６】
そして、ローラ軸８８をキャップ部材８５から保持体８４、そしてキャップ部材８５へと挿通させていく。ローラ軸８８が挿通されると、保持体８４が半径方向に押され円筒状部材８３と接し、保持体８４に保持されている球体８０の一部が対応する開口８１（円状開口８１ａ及びスリット８２）、即ち円筒状部材８３の表面から突出した状態となる。
【００７７】
ここで、本実施形態における中間転写ベルト２１を張架するために、テンションローラ２３に本実施形態に係るローラＲ１を用いた場合について説明する。
【００７８】
尚、駆動ローラ２２にも、本実施形態に係るローラＲ１を用いることも考えられる。しかし、駆動ローラ２２は、駆動力がモータから伝達されるローラＲ１であり、従動するテンションローラ２３、１次転写ローラ２４、２５よりも回転駆動力が強くなっている。そのため、駆動ローラ２２に本実施形態を用いると、中間転写ベルト２１が回転方向に滑ってしまう場合もある。従って、駆動ローラ２２には、本実施形態に係るローラＲ１を使用しないこととする。又、１次転写ローラ２４、２５も性能上表面層の材料特性が重要なこともあり、１次転写ローラ２４、２５には使用しないこととする。
【００７９】
駆動ローラ２２に回転する駆動力が伝達されると、駆動ローラ２２、テンションローラ２３及び１次転写ローラ２４、２５に張架された中間転写ベルト２１も回転する。この際、駆動ローラ２２、テンションローラ２３及び１次転写ローラ２４のそれぞれが平行でないと、張架された中間転写ベルト２１が各ローラＲ１の軸線方向に（図１における紙面垂直方向）移動しようとする場合もある。
【００８０】
又、中間転写ベルト２１を各ローラ２の軸線方向に移動させようとする力の要因は、それだけではない。即ち、中間転写ベルト２１と接する感光体ドラム１１、２次転写ローラ５１及びベルトクリーニング装置２６との平行度も問題となる。なぜなら、中間転写ベルト２１は、これらの部材と接するから、何らかの力を受けるためである。又、中間転写ベルト２１自体の形状等にも左右されうる。
【００８１】
中間転写ベルト２１を張架する各ローラや感光体ドラム１１等の中間転写ベルト２１と接する回転体における軸線方向が完全に平行であることが理想である。しかし、現実的には難しい。そのような、部品の精度管理、組立の精度管理を行うと、各回転体ひいては画像形成装置１ａの製造に要するコストがあまりに高いものとなってしまうからである。
【００８２】
ここで、中間転写ベルト２１が張架する各ローラ２の軸線方向に移動すると、中間転写ベルト２１の蛇行や斜行、ベルトの偏り、ベルト表面における皺、浪打ち等の原因となる。そうすると、中間転写ベルト２１への感光体ドラム１１からの転写及び中間転写ベルト２１から用紙Ｐへの転写における色ズレか転写ズレの原因となってしまう。従って、形成される画像の品質が低下してしまう場合もある。又、そして、中間転写ベルト２１の斜行や蛇行、偏り等が自動的に戻ることが望ましい。
【００８３】
本実施形態における中間転写ベルト２１を張架するローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるから、中間転写ベルト２１が軸線方向に移動しようとしても、直ぐに移動しようとする反対の方向に力が働き、中間転写ベルト２１が正規位置から移動し難いものとなっている。更に、回転可能に保持された球体８０がローラＲ１表面から突出しているので、中間転写ベルト２１が移動した場合でも元の正規状態に戻りやすくなっている。従って、中間転写ベルト２１の斜行、蛇行、偏り、ベルト表面に皺や浪打ちがなくなる。しかも高精度に部品・組立の品質管理を行う必要がなく、又、センサ等により中間転写ベルト２１の移動状態を検知する必要もないから、安価にベルトの移動のない長寿命のベルト張架装置を構成できる。
【００８４】
次に本発明における第２の実施形態について、図５、６に基づいて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係るローラＲ２の側面図である。図６は、（ａ）は、図５に示す第２の実施形態に係るローラＲ２のＣ−Ｃ´方向の断面図である。（ｂ）は、図５に示すＤ−Ｄ´方向の断面図である。
【００８５】
第２の実施形態は、ローラＲ２に用いる球体８０を、コロ９０としている点で第１の実施形態と最も大きな差異を有している。従って、その他の基本的な構成は、図１〜４を用いて説明した上記の第１の実施形態と同様であるから、上記と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、球体８０をコロ９０と変更することによる差異以外の点については、図１〜４を用いて説明した第１の実施形態と同様にすればよい。
【００８６】
図５に示すように、球体８０に変えて、コロ９０がローラＲ２内で保持されるから、円状に設けられていた開口８１をローラＲ２側面から見て矩形状にすることができる（尚、ローラＲ２の両端部にはスリット８２を設けている）。そして、コロ９０はローラＲ２の軸線方向に回転するように保持体８４及びキャップ部材８５に保持される。
【００８７】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、各コロ９０は、突部９１が側面部分に設けられる（図６では、図面の煩雑化防止のため一部のコロ９０のみに符号を付す。）。突部９１は円筒状部材８３からコロ９０が落ちないようにするためのものである。このようにして、ローラＲ２表面からコロ９０の一部が突出するように本実施形態におけるローラＲ２は形成されている。
【００８８】
尚、上記第１の実施形態におけるローラＲ１は、中間転写ベルト２１を張架するローラのうち、駆動ローラ２２、中間転写ローラ２４、２５には、使用しない旨記載した。しかし、本実施形態におけるローラＲ２においては、コロ９０の回転方向は、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向のみとなっているから、ベルトが回転方向には滑り難くなっており、本実施形態におけるローラＲ２は駆動ローラ２２にも、用いることが可能な場合もある。
【００８９】
このように、第２の実施形態に係るローラＲ２は簡易な構成であって、張架された中間転写ベルト２１が正規位置から、軸線方向に移動し難いものでありつつ、又、ベルトが移動したとしても、正規位置に移動しやすいものとなっているから、第１の実施形態と同様の効果を有する。
【００９０】
次に本発明における第３の実施形態について、図７に基づいて説明する。図７は、本発明にかかるローラＲ１又はＲ２を備えた第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂの構造を示す模型的断面図である。
【００９１】
第１及び２の実施形態における画像形成装置１ａでは、トナー像を中間転写ベルト２１に形成した上で、用紙Ｐにトナー像を転写していた。しかし、第３の実施形態における画像形成装置１ｂは、タンデムに各色のトナー像を形成するための画像形成部１００を配置し、各感光体ドラム１１に形成されたトナー像を用紙Ｐに直接転写する。そして、画像形成部１００内での用紙搬送部４００にベルト（用紙搬送ベルト４０１）を用いる点で、第１及び第２の実施形態における画像形成装置１ａと異なる。
【００９２】
尚、第１及び第２実施形態に係る画像形成装置１ａは、画像形成装置１ａ自体の大きさを小さく、即ち、コンパクトとし易い等の点で利点がある。一方、第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂは、画像形成の速度を速くできる等の点で利点がある。
【００９３】
更に、第１及び第２実施形態における画像形成装置１ａは、トナー像の用紙Ｐへの定着に加圧ローラ６２と加熱ローラ６１からなる定着装置６０を備えているが、第３の実施形態にかかる画像形成装置１ｂは、加熱ローラ６０１、加圧ローラ６０２、定着ベルト６０３、定着ローラ６０４からなる定着装置６００を備えている点で異なる。
【００９４】
尚、第１及び第２実施形態に係る画像形成装置１ａは、定着装置６０自体の大きさを小さくでき、画像形成装置１ａのコンパクト化の要請に応え易い等の点で利点がある。一方、第３の実施形態に係る画像形成装置１ｂは、定着装置６００を利用できるまでのウォームアップの時間を短くできる等の点で利点がある。
【００９５】
その他の基本的な構成は、図１〜６を用いて説明した上記の第１及び第２の実施形態と同様とできるから、上記と共通する構成については、図面の記載及び説明を省略する。即ち、画像形成装置１ｂ内の他の構成については、第１及び第２の実施形態に係る画像形成装置１ａと同様にすればよい。又、ベルトを張架する各ローラに第１及び第２の実施形態に係るローラＲ１、Ｒ２を用いればよい。
【００９６】
図７に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１ｂは、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のトナー像を形成する４つの画像形成部１００Ｂ、１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍを備えている点で異なっている。しかし、各画像形成部１００は、それぞれ像担持体としての感光体ドラム１１０、帯電器１２０、現像装置１４０、ドラムクリーニング装置１３０等を備える点は第１及び第２の実施形態と同様である。又、感光体ドラム１１に対しては、レーザユニット（不図示）からのレーザ光１５０Ｌ（二点鎖線で図示）が帯電後の感光体ドラム１１０に対し、走査・露光する点でも同様である。従って、各画像形成部１００におけるトナー像の形成動作については、実施形態１及び２における画像形成装置１ａと同様である。
【００９７】
しかし、各感光体ドラム１１０に対向して、用紙搬送ベルト４０１を介し、転写ローラ２４０がそれぞれ設けられている点で、実施形態１及び２に係る画像形成装置１ａと異なっている。これは、用紙Ｐに直接、感光体ドラム１１０からトナー像を転写できるようにするためである。
【００９８】
ここで、用紙搬送ベルト４０１は、駆動ローラ２２０、従動ローラ２３０、２３１、転写ローラ２４０に張架されている。駆動ローラ２２０は、モータから駆動力が伝達されるローラである。従動ローラ２３０、２３１は、用紙搬送ベルト４０１に一定の張力を与える等の目的で設けられているローラである。各転写ローラ２４０は、上述の通り感光体ドラム１１０上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写するためのものであり、転写のため所定の電圧が印加される。又、駆動ローラ２２０が回転すると、併せて各ローラ及び用紙搬送ベルト４０１も回転する。
【００９９】
そして、画像形成に用いられる用紙Ｐは、図７において、右方から、用紙搬送ベルト４０１上に載せられ左方に向けて搬送される。搬送される際には、各感光体ドラム１１０と各転写ローラ２４０のニップ（計４箇所）を通過し、それぞれのニップで各色のトナー像が順次転写される。即ち、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの順で用紙Ｐにトナー像が転写される。従って、用紙搬送ベルト４０１及びこれを張架する各ローラは、用紙搬送部４００を形成するとともに、転写部５００を形成している。
【０１００】
用紙搬送ベルト４０１を張架するために用いられている各ローラのうち、例えば、駆動ローラ２２０、従動ローラ２３０、２３１に実施形態１及び２に示すような本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いることができる。尚、駆動ローラ２２０には、内部に球体８０が保持されている実施形態１に係るローラＲ１は上述の理由から使用しないようにしてもよい。
【０１０１】
そして、トナー像を転写された用紙Ｐは、定着装置６００に向けて搬送される。上述の通り、本実施形態における定着装置６００は、加熱ローラ６０１、加圧ローラ６０２、定着ベルト６０３、定着ローラ６０４等からなる。加熱ローラ６０１には、発熱体（不図示）が内蔵されていて、又、加圧ローラ６０２にも補助的に発熱体（不図示）を内蔵することが可能である。本実施形態の定着装置６００における各部材の位置関係は、例えば、上方から加熱ローラ６０１、定着ローラ６０４、加圧ローラ６０２の順に配し、定着ベルト６０３を加熱ローラ６０１と定着ローラ６０４に張架する。定着ベルト６０３に熱容量の小さなものを用いれば、トナーを溶融・定着可能な温度まで定着装置６００を素早く暖めることができる。そうすると、画像形成装置１ｂは、起動時から短い時間で利用できる状態にできる。
【０１０２】
又、定着ローラ６０４と加圧ローラ６０２は、定着ベルト６０３を介し、圧接されている。用紙Ｐは、定着ベルト６０３と加圧ローラ６０３の間を通過して、トナー像が用紙Ｐに定着する。
【０１０３】
定着ベルト６０３を張架するために用いられているローラは、加熱ローラ６０１と定着ローラ６０４であるが、例えば、加熱ローラ６０１、定着ローラ６０４に、球体８０又はコロ９０の突出量を調整する等により定着及び熱の伝導が正確に行われるのであれば、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いてもよい。
【０１０４】
これらの用紙搬送ベルト４０１及び定着ベルト６０３を張架する部材に、実施形態１又は２に示したような本発明に係るローラＲ１、Ｒ２を用いれば、ベルトの斜行、蛇行、偏り、皺、浪打等のない画像形成装置１ｂを提供できる。従って、紙詰まりがなく、転写、定着ミスのない形成される画像の品質が高く、長寿命の画像形成装置１ｂを提供できる。
【０１０５】
このようにして、ベルトが張架され、ベルトにより駆動力が伝達され従動するローラに用いられるローラＲ１において、ローラＲ１は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ１内には複数の球体８０が、ローラＲ１表面には複数の開口８１が、ローラＲ１の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられ、球体８０は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体８０が接するようにローラＲ１表面及び開口８１から一部が突出して設けられるようにすれば、ローラＲ１の中心からローラＲ１の軸線方向の端部に向けて次第にローラＲ１の径が大きくなっているから、ローラＲ１に張架されたベルトが正規位置からローラＲ１の軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従って、ベルトの蛇行等が生じ難いローラＲ１を提供できる。又、ベルトが移動してもローラＲ１の端部ではローラＲ１の外径が大きくなっているので、移動方向と反対方向にむけての力がベルトに加わる。即ち、ベルトに対し正規位置に戻ろうとする力が働く。しかも、ローラＲ１の表面から、回転可能に保持された球体８０の一部が突出して、球体８０の一部とベルトが接するから、ベルトは正規位置に戻りやすい。更に、ローラＲ１の端部ではローラＲ１の外径が大きくなっているから、ベルトが戻りすぎてしまうこともない。従って、張架されたベルトが正規位置を維持するローラＲ１を簡易な構成で安価に提供できる。
【０１０６】
又、ベルトが張架されるローラＲ２において、ローラＲ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラＲ２内には複数のコロ９０が、ローラＲ２表面には複数の開口８１が、ローラＲ２の周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられ、コロ９０は、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトとコロ９０が接するようにローラＲ２表面及び開口８１から一部が突出するように設けられるようにすれば、球体８０を設けた場合と同様に、ローラＲ２に張架されたベルトが、ローラＲ２の軸線方向と平行な方向に正規位置から移動し難くなっている。従ってベルトの蛇行や偏りが生じ難く、張架されたベルトが正規位置を維持するローラＲ２を簡易な構成で安価に提供できる。
【０１０７】
又、ローラＲ１、Ｒ２は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されたローラＲ１、Ｒ２の外周面を構成する円筒状部材８３を備え、円筒状部材８３の内部に、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向に沿って球体８０又はコロ９０を保持するための複数の保持体８４が内包されており、円筒状部材８３の両端部に嵌め合わされるとともに、保持体８４と係止されるキャップ部材８５を備え、更にキャップ部材８５は、球体８０又はコロ９０を保持するようにすれば、上記の効果に加え、従来のように、ベルトにリブを、ローラにリブを嵌め合わせるための溝を設けたり、ローラを高精度に製造し、組み立てたり、ローラ等の平行度を管理するためにセンサやモータなどを設けたりして複雑化することなく、簡易な構成で安価にベルトが正規位置を維持するローラを提供できる。更に、円筒状部材８３は、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるにもかかわらず、保持体８４又はキャップ部材８５により、球体８０又はコロ９０を確実に保持できるとともに、保持体８４及びキャップ部材８５とが係止され、球体８０又はコロ９０の保持する位置を確実なものとできる。特に、キャップ部材８５は、ローラＲ１、Ｒ２中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されているから、ローラＲ１、Ｒ２の軸線方向両端部では、曲線を形成しているにもかかわらず、球体８０又はコロ９０を確実に保持するローラＲ１、Ｒ２を容易に製造できる。
【０１０８】
又、保持体８４の突起８６とキャップ部材８５の穴部８７が嵌め合わされるから、突起８６と穴部８７を嵌め合わせるだけで確実に保持体８４とキャップ部材８５とを係合することができ、円筒状部材８３内で、保持体８４が円周方向に回転することを防ぐことができる。従って、球体８０又はコロ９０の支持を確実に行うローラＲ１、Ｒ２を容易に製造できる。
【０１０９】
又、円筒状部材８３は、バネ材からなり、円筒状部材８３の両端部における開口８１は、軸線方向に複数のスリット状の開口８１となっていて、スリット８２に沿って円筒状部材８３の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるようにすれば、円筒状部材８３の両端部は、弾力性を有するから、キャップ部材８５の径を調整するだけで円筒状部材８３の両端部の径を変えることができる。例えば、ゴム製のような伸縮可能なベルトを用いる場合、円筒状部材８３の両端部の径を大きくし、一方で、伸縮性の少ない又はないようなベルトを用いる場合、円筒状部材８３の両端部の径を小さくすることができる。従って、ベルトの材質の差異に対応しつつ、ベルトが正規位置を維持するローラＲ１、Ｒ２を提供できる。しかも、製造も容易で安価なローラＲ１、Ｒ２であり、従来のような複雑な構成や高精度な管理を行う必要がない。
【０１１０】
又、静電潜像が形成される感光体ドラム１１、１１０と、感光体ドラム１１、１１０に現像剤を供給しトナー像を現像するロータリ式現像装置１４又は現像装置１４０と、現像されたトナー像を中間転写部２０に転写後、用紙Ｐに転写するか、若しくは、像担持体から直接、用紙Ｐに転写する転写部５００と、用紙Ｐを搬送する用紙搬送部４０、４００と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置６０、６００とを備えた画像形成装置１ａ又は１ｂにおいて、中間転写部２０、用紙搬送部４０、４００、又は定着装置６０、６００のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、ベルトを張架するために上記のローラＲ１、Ｒ２を備えるようにすれば、ベルトの蛇行等が押さえられベルトが傷付くことがないから、長寿命の画像形成装置１ａ又は１ｂを提供できる。又、用紙搬送ベルト４０１においては、用紙Ｐが斜めの状態で搬送されたり、又、紙詰まりを生じたりずることがなくなる。又、中間転写ベルト２１においては、転写ズレがなく、特にカラーの画像形成装置１ａでは色ズレも生ずることもない。又、定着装置６０においては、紙詰まりを生ずることがない。従って、形成される画像の品質が高く、用紙搬送等の点で精度の高い画像形成装置１ａ、１ｂを提供できる。
【０１１１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。上記実施形態では、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２は、画像形成装置１ａ、１ｂに用いる場合について説明したが、本発明に係るローラＲ１、Ｒ２は、使用目的は画像形成装置１ａ、１ｂに限られず、運搬等に用いられるベルトを張架するローラＲ１、Ｒ２であれば、適用可能である。又、用紙搬送ベルト４０１上で転写が行われる場合について説明したが、用紙搬送ベルト４０１は、画像形成装置１ａ、１ｂ内で単に用紙Ｐの搬送を行う目的で別途設けるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、ベルトを張架するローラ及び例えば、このローラを備えた画像形成装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す模型的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るローラの側面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るローラを側面から見た場合の断面図である。
【図４】（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ´方向のローラの断面図である。（ｂ）は、図２に示すＢ−Ｂ´方向のローラの断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るローラの側面図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す第２の実施形態に係るローラのＣ−Ｃ´方向の断面図である。（ｂ）は、図５に示すＤ−Ｄ´方向の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模型的断面図である。
【符号の説明】
【０１１４】
Ｒ１、Ｒ２ ローラ
１ａ、１ｂ 画像形成装置
１１、１１０ 感光体ドラム
１４、１４０ 現像装置（ロータリ式現像装置、現像装置）
２０ 中間転写部
４０、４００ 用紙搬送部
５００ 転写部
６０、６００ 定着装置
８０ 球体
８１ 開口
８１ａ 開口（円状）
８２ スリット
８３ 円筒状部材
８４ 保持体
８５ キャップ部材
８６ 突起
８７ 穴部
９０ コロ
Ｐ 用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが張架され、前記ベルトにより駆動力が伝達され従動するローラに用いられるローラにおいて、
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数の球体が、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、
前記球体は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体が接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられていることを特徴とするローラ。
【請求項２】
ベルトが張架されるローラにおいて、
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数のコロが、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、
前記コロは、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトと前記コロが接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられていることを特徴とするローラ。
【請求項３】
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成された前記ローラの外周面を構成する円筒状部材を備えており、
前記円筒状部材の内部に、前記ローラの軸線方向に沿って前記球体又は前記コロを保持するための複数の保持体が内包されており、
前記円筒状部材の両端部に嵌め合わされるとともに、前記保持体と係止されるキャップ部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のローラ。
【請求項４】
前記キャップ部材は、前記球体又は前記コロを保持することを特徴とする請求項３に記載のローラ。
【請求項５】
複数の前記保持体は、ローラの軸線方向の両端にそれぞれ突起が設けられており、
前記キャップ部材は、前記突起と嵌め合わせるための穴部が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のローラ。
【請求項６】
前記円筒状部材は、ばね材からなり、
前記円筒状部材の両端部における開口は、軸線方向に複数のスリット状の開口となっていて、前記スリットに沿って前記円筒状部材の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されていることを特徴とする請求項３乃至５いずれか１項に記載のローラ。
【請求項７】
静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給しトナー像を現像する現像装置と、現像されたトナー像を中間転写部に転写後、用紙に転写するか、若しくは、像担持体から直接、用紙に転写する転写部と、用紙を搬送する用紙搬送部と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置とを備えた画像形成装置において、
上記中間転写部、上記用紙搬送部、又は上記定着装置のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、
前記ベルトを張架するために請求項１乃至６いずれか１項に記載のローラを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ベルトが張架され、前記ベルトにより駆動力が伝達され従動するローラに用いられるローラにおいて、
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数の球体が、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、
前記球体は、回転可能に保持され、張架されるベルトと球体が接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられていることを特徴とするローラ。
【請求項２】
ベルトが張架されるローラにおいて、
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されるとともに、ローラ内には複数のコロが、ローラ表面には複数の開口が、前記ローラの周方向及び／又は軸線方向にわたって設けられており、
前記コロは、その回転方向が軸線方向と平行になるよう回転可能に保持され、張架されるベルトと前記コロが接するようにローラ表面及び前記開口から一部が突出するように設けられていることを特徴とするローラ。
【請求項３】
前記ローラは、中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成された前記ローラの外周面を構成する円筒状部材を備えており、
前記円筒状部材の内部に、前記ローラの軸線方向に沿って前記球体又は前記コロを保持するための複数の保持体が内包されており、
前記円筒状部材の両端部に嵌め合わされるとともに、前記保持体と係止されるキャップ部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のローラ。
【請求項４】
前記キャップ部材は、前記球体又は前記コロを保持することを特徴とする請求項３に記載のローラ。
【請求項５】
複数の前記保持体は、ローラの軸線方向の両端にそれぞれ突起が設けられており、
前記キャップ部材は、前記突起と嵌め合わせるための穴部が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載のローラ。
【請求項６】
前記円筒状部材は、ばね材からなり、
前記円筒状部材の両端部における開口は、軸線方向に複数のスリット状の開口となっていて、前記スリットに沿って前記円筒状部材の両端部を広げることで中心から軸線方向の端部にむけて径が次第に増加するように形成されていることを特徴とする請求項３乃至５いずれか１項に記載のローラ。
【請求項７】
静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給しトナー像を現像する現像装置と、現像されたトナー像を中間転写部に転写後、用紙に転写するか、若しくは、像担持体から直接、用紙に転写する転写部と、用紙を搬送する用紙搬送部と、転写材に転写されたトナー像を加熱、加圧して転写材に定着させるための定着装置とを備えた画像形成装置において、
上記中間転写部、上記用紙搬送部、又は上記定着装置のうち、少なくとも１つにはベルトが用いられており、
前記ベルトを張架するために請求項１乃至６いずれか１項に記載のローラを備えてい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６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１０７４２８（Ｐ２００８−１０７４２８Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８８２４０（Ｐ２００６−２８８２４０）
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２４日（２００６．１０．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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