画像形成装置
【課題】中間転写ベルト等の無端ベルト状の像担持体の蛇行を防止しつつ、クリーニング不良に伴う画像不良を防止し、像担持体の画像領域における局所的な損傷を軽減する。
【解決手段】トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体３０と、像担持体３０を回転可能に張架する複数のローラ１４，３２，３４，３６，３８とを備えた画像形成装置２において、少なくとも１つのローラ３６を、その軸方向に伸びる芯軸７０と、軸方向に沿って並べられ且つ芯軸７０を中心として回転可能な複数の円柱体７２とで構成し、複数の円柱体７２の軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の他端部に配置されるように、複数の円柱体７２を配置する。
【解決手段】トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体３０と、像担持体３０を回転可能に張架する複数のローラ１４，３２，３４，３６，３８とを備えた画像形成装置２において、少なくとも１つのローラ３６を、その軸方向に伸びる芯軸７０と、軸方向に沿って並べられ且つ芯軸７０を中心として回転可能な複数の円柱体７２とで構成し、複数の円柱体７２の軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の他端部に配置されるように、複数の円柱体７２を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無端状の中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置では、静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が、静電潜像担持体と一次転写ローラとのニップ部で、このニップ部を通る中間転写ベルトへ転写（一次転写）され、一次転写により４色のトナー像が中間転写ベルト上に重ねられることでフルカラーの画像が形成される。このフルカラー画像は、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部において、このニップ部を通る用紙等の記録媒体へ転写（二次転写）される。二次転写後、中間転写ベルト上に残された未転写トナーは、ベルトに当接配置されたクリーニングブレードにより掻き取られ、ベルトの表面から除去される。
【０００３】
中間転写ベルトは、複数のローラに張架されて設けられる。中間転写ベルトが張架されるローラとしては、従来から金属ローラが用いられているが、近年、金属ローラに代えて、一層安価な樹脂ローラを用いることが求められている。
【０００４】
樹脂ローラの成型に用いる金型としては、ローラの周方向に脱型可能なものと、ローラの軸方向に脱型可能なものが考えられるが、前者の金型を用いると、金型の継目跡（バリ等）が生じてしまうため、後者の金型を用いる必要がある。後者の金型は、軸方向の脱型が可能となるようにテーパ状に形成されるため、この金型により成型された樹脂ローラの形状は、軸方向の一端から他端にかけて拡径するテーパ状となる。しかし、テーパ状のローラに中間転写ベルトを張架すると、このローラへの巻回部分においてベルトが傾いてしまうため、ベルトの蛇行が発生してしまう恐れがある。
【０００５】
このような問題に鑑みて、特許文献１の技術では、中間転写ベルトを張架するローラが、複数の樹脂製の円柱体を軸方向に繋ぎ合わせて構成されている。この技術によれば、ベルトが、ローラへの巻回部分において傾いてしまうことを防止でき、ベルトの蛇行を防止できる。
【特許文献１】特開２００３−３４５０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ローラを構成する円柱体の成型は、上述した樹脂ローラの成型と同様、軸方向に脱型可能な金型を用いて行われるため、各円柱体はテーパ状に成型される。したがって、複数の円柱体を繋ぎ合わせてローラを構成しても、ローラの外径を全長に亘って均一にすることはできず、円柱体の継目に巻回されたベルト部分が外側へ突出した状態となってしまう。
【０００７】
そのため、複数の円柱体を並べて構成したローラが、ベルトを介してクリーニングブレードに対向配置された場合、クリーニングブレードは、円柱体の継目に巻回されたベルト部分への押し当て部分において局所的に摩耗しやすくなる。クリーニングブレードの局所的な摩耗が、ブレードと中間転写ベルトの画像領域との当接部において発生すると、該摩耗部分においてクリーニング不良が発生し、これに伴って画像不良が発生する恐れがある。また、中間転写ベルトの内側の面が、円柱体の継目への巻回部分において局所的に損傷し、画質に影響を及ぼす恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、中間転写ベルト等の無端ベルト状の像担持体の蛇行を防止しつつ、クリーニング不良に伴う画像不良を防止でき、像担持体の画像領域における局所的な損傷を軽減できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体と、
該像担持体を回転可能に張架する複数のローラとを備えた画像形成装置であって、
少なくとも１つの上記ローラは、該ローラの軸方向に伸びる芯軸と、上記軸方向に沿って並べられ且つ上記芯軸を中心として回転可能な複数の円柱体を備え、
上記複数の円柱体の上記軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の他端部に配置されるように、上記複数の円柱体が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無端ベルト状の像担持体を張架するローラが、複数の円柱体を並べて構成された画像形成装置において、円柱体の外縁部が描く回転軌道が、ローラの軸方向の両端部よりも中間部において小径となるため、像担持体は、ローラの軸方向中間部への巻回部分すなわち画像領域では、円柱体の継目への巻回部分においても外側へ顕著に突出することなく扁平に近い状態となる。したがって、像担持体の外周面に接触するクリーニング部材が、像担持体の画像領域へ局所的に強い力で押し当てられて摩耗することを回避でき、画像領域におけるクリーニング不良を防止でき、画像不良の発生を防止できる。また、像担持体の画像領域に相当する部分における損傷を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。
【００１３】
画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真式画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、他の形態の画像形成装置、例えば、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置、または一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置にも等しく適用できる。
【００１４】
画像形成装置２は、その内部のほぼ中央部に感光体４を備えている。感光体４は、図示しない駆動モータにより図中時計回り方向に回転駆動される。
【００１５】
感光体４の周囲にはその回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、感光体４の表面を一様に帯電させる帯電装置（図の例ではスコロトロン帯電器）８と、感光体４上に各色の静電潜像を順次形成するための露光装置１０と、各色のトナーを感光体４に順次供給し、これにより静電潜像を顕在化する現像装置１２と、感光体４上のトナー像を後述の中間転写ベルト３０へ転写させるため、感光体４と共に中間転写ベルト３０を挟圧する一次転写ローラ１４と、感光体用クリーニングブレード１６が配置されている。
【００１６】
現像装置１２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容した４つの現像器１８（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）を図中時計回り方向に９０°ずつずらして現像器ラック２０に順次取り付けたもので、軸２１を中心に図中反時計回り方向に回転可能となっている。現像装置１２は、感光体４上に各色の静電潜像が形成されるごとに、対応する現像器１８の現像ローラ２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が感光体４に近接又は接触する現像位置に移動するように回転する。現像ローラ２２には、図示しない電源より所定の現像バイアス電圧が適宜印加される。
【００１７】
各現像器１８には、一成分トナーまたは二成分トナーが収容されている。なお、図示は省略するが、各現像器１８は、現像ローラ２２にトナーを供給する供給ローラと、現像ローラ２２に担持されたトナーの層厚を規制するとともに、そのトナー層を所定の帯電量に帯電させる規制部材を有している。
【００１８】
感光体用クリーニングブレード１６は、その先端において感光体４の表面に当接しており、このブレード１６により、一次転写後において感光体４の表面に残留するトナーが掻き取られる。
【００１９】
感光体４の上側には、中間転写ベルト３０（特許請求の範囲における像担持体に対応。）が配置されている。中間転写ベルト３０は、複数のローラ１４，３２，３４，３６，３８により回転可能に張架されている。ベルト３０の引張弾性率は、１．０ＧＰａ以上であることが好ましく、具体的には、例えば１．０ＧＰａ以上３．０ＧＰａ以下とされている。
【００２０】
ローラ３２は図示しない駆動モータに連結され、このローラ３２の回転に伴って残りのローラ１４，３４，３６，３８が従動回転する。中間転写ベルト３０は、ローラ１４，３４，３６，３８の回転に伴い、図中反時計回り方向に回転駆動される。ベルト３０を張架するローラ１４，３２，３４，３６，３８の具体的な構成は後述する。
【００２１】
中間転写ベルト３０としては、例えば、樹脂に導電剤を配合してなる半導電性ベルトが用いられる。ベルト３０の素材として用いられる樹脂として、具体的には、例えば、ポリイミド、ポリカーボネイト等が挙げられる。ベルト３０の厚みは、５０μｍ以上であることが好ましく、具体的には、例えば５０μｍ以上２００μｍ以下とされる。
【００２２】
画像形成装置２は、中間転写ベルト３０上に４色のトナー像を重ねて転写させることによりカラー画像を形成するカラーモードと、中間転写ベルト３０上にブラックのトナー像のみを転写させることによりモノクロ画像を形成するモノクロモードとの間で切り替え可能となっている。
【００２３】
中間転写ベルト３０の内側には、上述の一次転写ローラ１４が、中間転写ベルト３０を挟んで感光体４に対向して配置されている。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト３０に常時圧接した状態で設けられている。
【００２４】
中間転写ベルト３０の外側には二次転写ローラ４０および中間転写ベルト用クリーニングブレード４２が配置されている。
【００２５】
二次転写ローラ４０は、中間転写ベルト３０のローラ３２で支持された部分に圧接した状態と、中間転写ベルト３０から離間した状態との間で切り替え可能となっている。二次転写ローラ４０と中間転写ベルト３０とのニップ部は二次転写領域４１を形成しており、二次転写領域４１を通る用紙等の記録媒体４６は、中間転写ベルト３０と二次転写ローラ４０とに挟圧される。
【００２６】
中間転写ベルト用クリーニングブレード４２は、その先端において中間転写ベルト３０のローラ３６で支持された部分に当接した状態と、中間転写ベルト３０から離間した状態との間で切り替え可能となっている。クリーニングブレード４２のエッジが中間転写ベルト３０に当接した状態では、ブレード４２により二次転写後において中間転写ベルト３０の表面に残留する未転写トナーが掻き取られる。クリーニングブレード４２の素材としては、例えばウレタンゴムが用いられる。
【００２７】
画像形成装置２の下部には、給紙カセット４４が着脱可能に配置されている。給紙カセット４４内に積載収容された記録媒体４６は、給紙カセット４４に積載された記録媒体４６の先端近傍に対向した位置に配置された給紙部材４８の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路５０に送り出される。
【００２８】
搬送路５０は、給紙カセット４４から、タイミングローラ対５２のニップ部、二次転写領域４１、定着ローラ対５６のニップ部、および排紙ローラ対６０のニップ部を通って、画像形成装置２の上部に設けられた排紙部６４まで延びている。
【００２９】
画像形成装置２の上部には、画像形成動作を制御する制御部６６が設けられている。ただし、画像形成装置２において制御部６６が配置される位置は特に限定されるものではない。
【００３０】
次に、画像形成装置２のカラーモードにおける画像形成動作について説明する。
【００３１】
先ず、制御部６６において外部端末又は操作部から送信されたプリント信号を受信すると、感光体４および中間転写ベルト３０が所定のタイミングで回転駆動を開始する。
【００３２】
続いて、感光体４表面の帯電電位を安定させるための帯電処理が開始されるとともに、現像器ラック２０が回転駆動して、イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙが感光体４に対向配置される。
【００３３】
その後、所定のタイミングで感光体４の露光が行われるとともに、イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙの駆動が開始される。また、所定のタイミングで、一次転写ローラ１４に転写電圧が印加される。
【００３４】
感光体４の露光が行われると、感光体４上にイエロー画像用の静電潜像が形成され、その静電潜像は、現像器１８Ｙから供給されるイエローのトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成されたイエローのトナー像は、感光体４の回転により、中間転写ベルト３０を挟んで一次転写ローラ１４と対向する一次転写領域に達すると、感光体４から中間転写ベルト３０上へ一次転写される。
【００３５】
一次転写後、感光体４上に残留したトナーは、感光体４とクリーニングブレード１６との当接部に達すると、クリーニングブレード１６のエッジで掻き取られる。
【００３６】
イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙは、所定のタイミングで駆動が停止され、イエロー画像の現像および一次転写が終了する。その後、再び感光体４の帯電処理が行われるとともに、現像器ラック２０が回転駆動して、マゼンタのトナーを収容した現像器１８Ｍが感光体４に対向配置される。
【００３７】
続いて、イエローのトナー像を形成する時と同様、マゼンタ画像の現像および一次転写、並びにクリーニングブレードによる感光体４表面の清掃が行われる。マゼンタのトナー像は、一次転写の際、中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねられて転写される。
【００３８】
同様に、シアンおよびブラックのトナー像も、中間転写ベルト３０上に順次一次転写され、中間転写ベルト３０上に４色のトナー像が重ね合わせられる。
【００３９】
中間転写ベルト３０上で重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写ローラ４０に転写電圧が印加された後、中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送される。また、そのタイミングに合わせて、給紙カセット４４に収容された記録媒体４６が、二次転写領域４１に搬送される。
【００４０】
続いて、二次転写領域４１において、上記４色のトナー像が中間転写ベルト３０から記録媒体４６に転写される。トナー像が転写された記録媒体４６は、搬送路５０のさらに下流側へ搬送され、定着ローラ５６によってトナー像が記録媒体４６に定着された後、排紙ローラ６０によって排紙部６４に送り出される。
【００４１】
その後、二次転写ローラ４０における転写電圧の印加が、所定のタイミングで停止されるとともに、中間転写ベルト用クリーニングブレード４２が、所定のタイミングで中間転写ベルト３０に圧接し、二次転写後において中間転写ベルト３０上に残留した未転写トナーがブレード４２により掻き取られる。
【００４２】
続いて、中間転写ベルト３０を張架するローラ１４，３４，３６，３８の構成を説明する。
【００４３】
本実施形態において、中間転写ベルト３０を張架するローラ１４，３４，３６，３８のうち、駆動ローラ３２は、例えばアルミニウム製の金属ローラであり、従動ローラ１４，３４，３６，３８は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）製の樹脂ローラである。
【００４４】
以下、樹脂ローラ１４，３４，３６，３８の構成を具体的に説明する。樹脂ローラ１４，３４，３６，３８は、互いに同様の構成からなるため、これらのローラ１４，３４，３６，３８を代表して、ベルト３０を挟んでクリーニングブレード４２に対向配置されたローラ３６の構成を説明する。
【００４５】
なお、図２、図４、図６および図７において、クリーニングブレード４２の図示を省略しているが、クリーニングブレード４２は、ベルト３０に対して図中の上側に配置され、ブレード４２の先端が、図中の左右方向の全幅に亘ってベルト３０の外周面に当接している。
【００４６】
図２に示すように、ローラ３６は、ローラ３６の軸方向に伸びる例えばステンレス製の芯軸７０と、ローラ３６の軸方向に沿って並べられた複数の樹脂製の円柱体７２とを備えている。円柱体７２は、隣接する円柱体７２に対して端面同士を当接させた状態で並べられ、芯軸７０を中心として回転可能に設けられている。具体的には、芯軸７０の両端部が画像形成装置２の本体に固定され、円柱体７２が、芯軸７０に回転自在に支持されている。ただし、円柱体７２を芯軸７０に回転不能に固定して、芯軸７０を、画像形成装置２の本体に設けた軸受により回転可能に支持してもよい。
【００４７】
図２において、円柱体７２は４つ設けられているが、円柱体７２の個数は、複数であれば特に限定されない。
【００４８】
各円柱体７２は、図３に示すように、ローラ３６の軸方向に直角な断面が円形または略円形であり、且つ、ローラ３６の軸方向の一端側の小径断面７６から他端側の大径断面７４にかけて拡径する円錐台状の部材である。このように、円柱体７２はテーパ状に成型されている。円柱体７２のテーパ角は、円柱体７２の軸方向の長さ、円柱体７２の素材、または円柱体７２の成形条件等によって異なるが、約１°程度とされる。ただし、図面において、円柱体７２のテーパ角は、説明の便宜上、実際よりも大きく示している。
【００４９】
円柱体７２の径方向中央部には、芯軸７０を挿通させるための挿通穴７８が軸方向に貫通して形成されている。挿通穴７８は、軸方向の全長に亘って均一または略均一の径を有する。
【００５０】
円柱体７２の軸方向の長さは、特に限定されないが、例えば２０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下とされる。円柱体７２の外径は、特に限定されないが、例えば１２ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされる。挿通穴７８の直径は、芯軸７０の外径と同じか又は僅かに小さく、具体的な寸法は特に限定されないが、例えば６ｍｍ以上１２ｍｍ以下とされる。
【００５１】
図２に戻って、本発明では、ローラ３６を構成する円柱体７２のうち、少なくとも１つの円柱体７２の大径端面７４の外径が、別の円柱体７２の大径端面７４の外径と異なる構成とされている。具体的に、本実施形態では、２つの大径端面７４ａ，７４ｂの外径が、残りの２つの大径端面７４ｃ，７４ｄの外径よりも大きい構成とされている。また、大径端面７４ａの外径は、大径端面７４ｂの外径と比較して同一または大きく、大径端面７４ｃの外径は、大径端面７４ｄの外径と比較して同一または大きい構成とされている。
【００５２】
なお、大径端面７４の外径が異なる円柱体７２は、異なる金型を用いて成型することで用意される。ただし、共通の金型を用いて円柱体７２を成型した後、寸法誤差により大径端面７４の外径が異なることとなった円柱体７２を、大径端面７４の大きさ別に選別して用意してもよい。
【００５３】
円柱体７２の配置については様々な態様が考えられ、円柱体７２を不作為に並べてローラ３６を構成すると、例えば、図６または図７に示す態様で円柱体７２が配置される場合がある。
【００５４】
図６および図７に示す構成では、ローラ３６を構成する複数の円柱体７２のうち、最も大きな外径を有する大径端部７４ａ、および大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、軸方向の中間部に配置されている。
【００５５】
図６に示す構成では、中間転写ベルト３０が、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ａと大径端面７４ｂとの当接部への巻回部分Ｆにおいて、ベルト３０の外側、すなわちブレード４２側へ顕著に突出するため、クリーニングブレード４２の幅方向中間部は、ブレード４２側へ突出したベルト部分Ｆへ強い力で押し当てられて、局所的に摩耗しやすくなる。ブレード４２の幅方向中間部が局所的に摩耗すると、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分、すなわちベルト３０表面の画像領域でクリーニング不良が発生し、これに伴って画像不良が発生してしまう。また、中間転写ベルト３０の内面が、大径端面７４ａと大径端面７４ｂとの当接部への巻回部分Ｆにおいて局所的に大きな応力を受けるため、損傷しやすくなる。
【００５６】
図７に示す構成では、中間転写ベルト３０が、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ａへの巻回部分Ｇおよび大径端面７４ｂへの巻回部分Ｈにおいて、ブレード４２側へ顕著に突出するため、クリーニングブレード４２の幅方向中間部は、ブレード４２側へ突出したベルト部分Ｇ，Ｈへ強い力で押し当てられて、局所的に摩耗しやすくなる。したがって、図６に示す構成と同様、クリーニング不良に伴う画像不良が発生しやすくなる。また、中間転写ベルト３０の内面が、大径端面７４ａへの巻回部分Ｇと大径端面７４ｂへの巻回部分Ｈにおいて局所的に大きな応力を受けるため、損傷しやすくなる。
【００５７】
このような問題に鑑みて、本発明では、ローラ３６を構成する円柱体７２が、以下で述べるように配置されている。
【００５８】
（第１の実施形態）
図２に示す第１の実施形態では、ローラ３６の軸方向中間部の円柱体７２ｃ，７２ｄの大径端面７４ｃ，７４ｄ同士が当接し、軸方向中間部の円柱体７２ｃ，７２ｄの小径端面７６ｃ，７６ｄと、軸方向端部の円柱体７２ａ，７２ｂの小径端面７６ａ，７６ｂとが当接した状態で、円柱体７２が並べられている。なお、軸方向両端の円柱体７２ａ，７２ｂの大径端面７４ａ，７４ｂには、芯軸７０に固定された位置決め部材８０が当接して設けられ、これにより、円柱体７２の軸方向の位置ずれを防止可能となっている。
【００５９】
このような態様で円柱体７２を並べることで、ローラ３６を構成する円柱体７２の各端面７４，７６のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４ａが、ローラ３６の軸方向の一端部に配置され、大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、ローラ３６の軸方向の他端部に配置される。また、両端の大径端部７４ａ，７４ｂよりも小さい外径を有する大径端面７４ｃ，７４ｄは、ローラ３６の軸方向の中間部に配置される。このように円柱体７２ａ〜７２ｄを配置することで、円柱体７２ａ〜７２ｄの軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな回転軌道がローラ３６の軸方向の他端部に配置されることとなる。
【００６０】
このようにしてローラ３６を構成することで、ベルト３０のローラ３６への巻回部分のうち、ローラ３６の軸方向両端に位置する大径端面７４ａ，７４ｂへの巻回部分Ａ，Ｂが、ベルト３０の外側、すなわちクリーニングブレード４２側へ向かって顕著に突出する。これに対して、ローラ３６の軸方向の中間部では、両端と比較して外径が小さくなるため、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ｃ，７４ｄへ巻回されたベルト部分Ｃは、ブレード４２側へ大きく突出することがなく、ベルト３０の剛性により、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分は扁平に近い状態となる。特に、ベルト３０の引張弾性率を１．０ＧＰａ以上とし、ベルト３０の厚みを５０μｍ以上とすることで、ベルト３０が十分な剛性を有することとなるため、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分を、扁平な状態に一層近づけることができる。
【００６１】
したがって、ローラ３６の軸方向の幅と比較してクリーニングブレード４２の幅が大きい場合、ブレード４２の幅方向の両端部は、ローラ３６の両端へ巻回されたベルト部分、すなわちブレード４２側へ顕著に突出したベルト部分へ強い力で押し当てられるため、局所的に摩耗しやすくなるが、ブレード４２の幅方向の中間部は、扁平に近い状態のベルト部分に押し当てられるため、局所的な摩耗が生じにくい。中間転写ベルト３０の外周面において、ローラ３６の軸方向両端部への巻回部分は非画像領域となっているため、ブレード４２の幅方向の両端部が局所的に摩耗して、この摩耗部分においてクリーニング不良が発生しても、画像不良の発生を回避できる。
【００６２】
一方、ローラ３６の軸方向の幅と比較してクリーニングブレード４２の幅が小さい場合、クリーニングブレード４２は、その全幅に亘って、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分、すなわち扁平に近い状態のベルト部分に接触するため、局所的な摩耗が生じ難く、クリーニング不良が発生し難い。
【００６３】
また、中間転写ベルト３０の内側の面は、ローラ３６の軸方向両端への巻回部分、すなわち非画像領域において、局所的に強い応力を受けるため損傷しやすいが、ローラ３６の軸方向中間部への巻回部分、すなわち画像領域においては、局所的に強い応力を受けることがないため損傷しにくく、ベルト３０の損傷が画質に影響を及ぼす恐れを解消できる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図４に示す第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の円柱体７２ａ〜７２ｄが用いられているが、円柱体７２の配置の態様が、第１の実施形態と異なる。第２の実施形態では、ローラ３６の軸方向一端部の円柱体７２ａの小径端面７６ａに、円柱体７２ｃの小径端面７６ｃが当接し、円柱体７２ｃの大径端面７４ｃに円柱体７２ｄの小径端面７６ｄが当接し、円柱体７２ｄの大径端面７４ｄに円柱体７２ｂの小径端面７６ｂが当接した状態で、円柱体７２ａ〜７２ｄが並べられている。軸方向両端の円柱体７２ａ，７２ｂの大径端面７４ａ，７４ｂには、第１の実施形態と同様、芯軸７０に固定された位置決め部材８０が当接して設けられている。
【００６５】
このような態様で円柱体７２を並べることで、第１の実施形態と同様、ローラ３６を構成する円柱体７２の各端面７４，７６のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４ａが、ローラ３６の軸方向の一端部に配置され、大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、ローラ３６の軸方向の他端部に配置され、両端の大径端面７４ａ，７４ｂよりも小さい外径を有する大径端面７４ｃ，７４ｄは、ローラ３６の軸方向の中間部に配置される。
【００６６】
そのため、ベルト３０のローラ３６への巻回部分のうち、ローラ３６の軸方向両端に位置する大径端面７４ａ，７４ｂへの巻回部分Ａ，Ｂが、クリーニングブレード４２側へ向かって顕著に突出する。これに対して、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ｃ，７４ｄへ巻回されたベルト部分Ｄ，Ｅは、ブレード４２側へ大きく突出することがなく、ベルト３０の剛性により、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分は扁平に近い状態となる。
【００６７】
したがって、第１の実施形態と同様、クリーニングブレード４２の幅の大きさに関わらず、クリーニング不良に伴う画像不良の発生を回避できる。また、第１の実施形態と同様、中間転写ベルト３０の内側の面は、ローラ３６の軸方向中間部への巻回部分、すなわち画像領域において損傷しにくいため、ベルト３０の損傷が画質に影響を及ぼす恐れを解消できる。
【００６８】
なお、第２の実施形態において、その他の構成及び効果は第１の実施形態と同様であり、図４において、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。
【００６９】
第１および第２の実施形態では、ローラ３６を構成する円柱体として、図３に示す円柱体７２に代えて、図５に示す円柱体８２を用いることができる。
【００７０】
図５に示す円柱体８２は、軸方向に直角な断面が円形または略円形とされ、且つ、軸方向において均一または略均一な外径を有する円柱状の部材である。図３に示す円柱体７２と同様、円柱体８２の径方向中央部には挿通穴７８が軸方向に貫通して形成されているが、挿通穴７８は、第１の実施形態と異なり、軸方向の一端側の小径部８４から他端側の大径部８６にかけて拡径するように形成されている。挿通穴７８の小径部８４は、芯軸７０の外径よりも小径とされ、挿通穴７８の大径部８６は、芯軸７０の外径と比較して同一または僅かに小さい径とされている。
【００７１】
円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させると、芯軸７０により挿通穴７８の内壁が径方向外側へ押し拡げられて、挿通穴７８は、全長に亘って芯軸７０の外径と同一の径となるように拡大する。芯軸７０により挿通穴７８の内壁が押し拡げられると、これに伴って、挿通穴７８の周囲の円柱体８２の肉厚部も径方向外側へ押し拡げられ、円柱体８２の外径が拡大する。挿通穴７８の拡大率は、大径部８６で最も小さく、軸方向において大径部８６から小径部８４に向かうに連れて漸増し、小径部８４で最も大きくなる。したがって、挿通穴７８に芯軸７０が挿通された状態において、円柱体８２の外径は、大径部８６側の端部で最も小さく、軸方向において大径部８６側の端部から小径部８４側の端部に向かうに連れて漸増し、小径部８４側の端部で最も大きくなる。すなわち、挿通穴７８に芯軸７０が挿通された状態において、円柱体８２の形状は、図３に示す円柱体７２と同様のテーパ状となり、小径部８４側の端面が大径端面７４となり、大径部８６側の端面が小径端面７６となる。
【００７２】
図５に示す円柱体８２を用いる場合、ローラ３６を構成する円柱体８２のうち、少なくとも１つの円柱体８２の小径部８４の直径が、別の円柱体８２の小径部８４の直径と異なるように、円柱体８２を用意すればよい。このように円柱体８２を用意することで、円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させた状態では、少なくとも１つの円柱体８２の大径端面７４の外径が、別の円柱体８２の大径端面７４の外径と異なる構成となる。
【００７３】
なお、小径部８４の直径が異なる円柱体８２は、異なる金型を用いて成型することで用意される。ただし、共通の金型を用いて円柱体８２を成型した後、寸法誤差により小径部８４の直径が異なることとなった円柱体８２を、小径部８４の大きさ別に選別して用意することもできる。
【００７４】
円柱体８２の配置に際しては、ローラ３６を構成する複数の円柱体８２の挿通穴７８の小径部８４および大径部８６のうち、最も小径の小径部８４をローラ３６の軸方向の一端部に配置し、該小径部８４と同じか又は該小径部８４の次に小径である小径部８４をローラ３６の軸方向の他端部に配置すればよい。このように複数の円柱体８２が配置されるように、これらの円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させることで、第１および第２の実施形態と同様、ローラ３６を構成する複数の円柱体８２の大径端面７４のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４が、ローラ３６の軸方向一端部に配置され、該大径端面７４と同じか又は該大径端面７４の次に大きな外径を有する大径端面７４が、ローラ３６の軸方向他端部に配置されることとなり、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００７６】
例えば、上述の実施形態では、中間転写ベルトを張架するローラの構成について説明したが、本発明は、中間転写ベルト以外の無端ベルト状の像担持体（例えば、ベルト状の感光体）を張架するローラにも同様に適用できる。
直接転写ベルトでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るローラの構成を示す図である。
【図３】ローラを構成する円柱体を示す斜視図である。
【図４】第２の実施形態に係るローラの構成を示す図である。
【図５】その他の実施形態に係る円柱体を示す斜視図である。
【図６】不作為に円柱体を並べて構成されたローラの一例を示す図である。
【図７】不作為に円柱体を並べて構成されたローラのその他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
２：画像形成装置、
１４，３４，３６，３８：ローラ、
３０：像担持体（中間転写ベルト）、
４２：クリーニングブレード（クリーニング部材）、
７２，８２：円柱体、
７４：大径端面、
７６：小径端面、
７８：挿通穴、
８４：小径部、
８６：大径部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの機能を複合的に備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無端状の中間転写ベルトを有するカラー画像形成装置では、静電潜像担持体の表面に形成されたトナー像が、静電潜像担持体と一次転写ローラとのニップ部で、このニップ部を通る中間転写ベルトへ転写（一次転写）され、一次転写により４色のトナー像が中間転写ベルト上に重ねられることでフルカラーの画像が形成される。このフルカラー画像は、中間転写ベルトと二次転写ローラとのニップ部において、このニップ部を通る用紙等の記録媒体へ転写（二次転写）される。二次転写後、中間転写ベルト上に残された未転写トナーは、ベルトに当接配置されたクリーニングブレードにより掻き取られ、ベルトの表面から除去される。
【０００３】
中間転写ベルトは、複数のローラに張架されて設けられる。中間転写ベルトが張架されるローラとしては、従来から金属ローラが用いられているが、近年、金属ローラに代えて、一層安価な樹脂ローラを用いることが求められている。
【０００４】
樹脂ローラの成型に用いる金型としては、ローラの周方向に脱型可能なものと、ローラの軸方向に脱型可能なものが考えられるが、前者の金型を用いると、金型の継目跡（バリ等）が生じてしまうため、後者の金型を用いる必要がある。後者の金型は、軸方向の脱型が可能となるようにテーパ状に形成されるため、この金型により成型された樹脂ローラの形状は、軸方向の一端から他端にかけて拡径するテーパ状となる。しかし、テーパ状のローラに中間転写ベルトを張架すると、このローラへの巻回部分においてベルトが傾いてしまうため、ベルトの蛇行が発生してしまう恐れがある。
【０００５】
このような問題に鑑みて、特許文献１の技術では、中間転写ベルトを張架するローラが、複数の樹脂製の円柱体を軸方向に繋ぎ合わせて構成されている。この技術によれば、ベルトが、ローラへの巻回部分において傾いてしまうことを防止でき、ベルトの蛇行を防止できる。
【特許文献１】特開２００３−３４５０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ローラを構成する円柱体の成型は、上述した樹脂ローラの成型と同様、軸方向に脱型可能な金型を用いて行われるため、各円柱体はテーパ状に成型される。したがって、複数の円柱体を繋ぎ合わせてローラを構成しても、ローラの外径を全長に亘って均一にすることはできず、円柱体の継目に巻回されたベルト部分が外側へ突出した状態となってしまう。
【０００７】
そのため、複数の円柱体を並べて構成したローラが、ベルトを介してクリーニングブレードに対向配置された場合、クリーニングブレードは、円柱体の継目に巻回されたベルト部分への押し当て部分において局所的に摩耗しやすくなる。クリーニングブレードの局所的な摩耗が、ブレードと中間転写ベルトの画像領域との当接部において発生すると、該摩耗部分においてクリーニング不良が発生し、これに伴って画像不良が発生する恐れがある。また、中間転写ベルトの内側の面が、円柱体の継目への巻回部分において局所的に損傷し、画質に影響を及ぼす恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、中間転写ベルト等の無端ベルト状の像担持体の蛇行を防止しつつ、クリーニング不良に伴う画像不良を防止でき、像担持体の画像領域における局所的な損傷を軽減できる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体と、
該像担持体を回転可能に張架する複数のローラとを備えた画像形成装置であって、
少なくとも１つの上記ローラは、該ローラの軸方向に伸びる芯軸と、上記軸方向に沿って並べられ且つ上記芯軸を中心として回転可能な複数の円柱体を備え、
上記複数の円柱体の上記軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の他端部に配置されるように、上記複数の円柱体が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無端ベルト状の像担持体を張架するローラが、複数の円柱体を並べて構成された画像形成装置において、円柱体の外縁部が描く回転軌道が、ローラの軸方向の両端部よりも中間部において小径となるため、像担持体は、ローラの軸方向中間部への巻回部分すなわち画像領域では、円柱体の継目への巻回部分においても外側へ顕著に突出することなく扁平に近い状態となる。したがって、像担持体の外周面に接触するクリーニング部材が、像担持体の画像領域へ局所的に強い力で押し当てられて摩耗することを回避でき、画像領域におけるクリーニング不良を防止でき、画像不良の発生を防止できる。また、像担持体の画像領域に相当する部分における損傷を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置２の概略構成を示す。
【００１３】
画像形成装置２は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等の電子写真式画像形成装置である。現在、電子写真方式の画像形成装置として種々の形態のものが提案されているが、図示する画像形成装置は、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置である。ただし、本発明は、この種の画像形成装置にのみ適用されるものではなく、他の形態の画像形成装置、例えば、所謂タンデム方式のカラー画像形成装置、または一つの現像装置しか備えていないモノクロ画像形成装置にも等しく適用できる。
【００１４】
画像形成装置２は、その内部のほぼ中央部に感光体４を備えている。感光体４は、図示しない駆動モータにより図中時計回り方向に回転駆動される。
【００１５】
感光体４の周囲にはその回転方向（図中時計回り方向）に沿って順に、感光体４の表面を一様に帯電させる帯電装置（図の例ではスコロトロン帯電器）８と、感光体４上に各色の静電潜像を順次形成するための露光装置１０と、各色のトナーを感光体４に順次供給し、これにより静電潜像を顕在化する現像装置１２と、感光体４上のトナー像を後述の中間転写ベルト３０へ転写させるため、感光体４と共に中間転写ベルト３０を挟圧する一次転写ローラ１４と、感光体用クリーニングブレード１６が配置されている。
【００１６】
現像装置１２は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容した４つの現像器１８（１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ）を図中時計回り方向に９０°ずつずらして現像器ラック２０に順次取り付けたもので、軸２１を中心に図中反時計回り方向に回転可能となっている。現像装置１２は、感光体４上に各色の静電潜像が形成されるごとに、対応する現像器１８の現像ローラ２２（２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ）が感光体４に近接又は接触する現像位置に移動するように回転する。現像ローラ２２には、図示しない電源より所定の現像バイアス電圧が適宜印加される。
【００１７】
各現像器１８には、一成分トナーまたは二成分トナーが収容されている。なお、図示は省略するが、各現像器１８は、現像ローラ２２にトナーを供給する供給ローラと、現像ローラ２２に担持されたトナーの層厚を規制するとともに、そのトナー層を所定の帯電量に帯電させる規制部材を有している。
【００１８】
感光体用クリーニングブレード１６は、その先端において感光体４の表面に当接しており、このブレード１６により、一次転写後において感光体４の表面に残留するトナーが掻き取られる。
【００１９】
感光体４の上側には、中間転写ベルト３０（特許請求の範囲における像担持体に対応。）が配置されている。中間転写ベルト３０は、複数のローラ１４，３２，３４，３６，３８により回転可能に張架されている。ベルト３０の引張弾性率は、１．０ＧＰａ以上であることが好ましく、具体的には、例えば１．０ＧＰａ以上３．０ＧＰａ以下とされている。
【００２０】
ローラ３２は図示しない駆動モータに連結され、このローラ３２の回転に伴って残りのローラ１４，３４，３６，３８が従動回転する。中間転写ベルト３０は、ローラ１４，３４，３６，３８の回転に伴い、図中反時計回り方向に回転駆動される。ベルト３０を張架するローラ１４，３２，３４，３６，３８の具体的な構成は後述する。
【００２１】
中間転写ベルト３０としては、例えば、樹脂に導電剤を配合してなる半導電性ベルトが用いられる。ベルト３０の素材として用いられる樹脂として、具体的には、例えば、ポリイミド、ポリカーボネイト等が挙げられる。ベルト３０の厚みは、５０μｍ以上であることが好ましく、具体的には、例えば５０μｍ以上２００μｍ以下とされる。
【００２２】
画像形成装置２は、中間転写ベルト３０上に４色のトナー像を重ねて転写させることによりカラー画像を形成するカラーモードと、中間転写ベルト３０上にブラックのトナー像のみを転写させることによりモノクロ画像を形成するモノクロモードとの間で切り替え可能となっている。
【００２３】
中間転写ベルト３０の内側には、上述の一次転写ローラ１４が、中間転写ベルト３０を挟んで感光体４に対向して配置されている。一次転写ローラ１４は、中間転写ベルト３０に常時圧接した状態で設けられている。
【００２４】
中間転写ベルト３０の外側には二次転写ローラ４０および中間転写ベルト用クリーニングブレード４２が配置されている。
【００２５】
二次転写ローラ４０は、中間転写ベルト３０のローラ３２で支持された部分に圧接した状態と、中間転写ベルト３０から離間した状態との間で切り替え可能となっている。二次転写ローラ４０と中間転写ベルト３０とのニップ部は二次転写領域４１を形成しており、二次転写領域４１を通る用紙等の記録媒体４６は、中間転写ベルト３０と二次転写ローラ４０とに挟圧される。
【００２６】
中間転写ベルト用クリーニングブレード４２は、その先端において中間転写ベルト３０のローラ３６で支持された部分に当接した状態と、中間転写ベルト３０から離間した状態との間で切り替え可能となっている。クリーニングブレード４２のエッジが中間転写ベルト３０に当接した状態では、ブレード４２により二次転写後において中間転写ベルト３０の表面に残留する未転写トナーが掻き取られる。クリーニングブレード４２の素材としては、例えばウレタンゴムが用いられる。
【００２７】
画像形成装置２の下部には、給紙カセット４４が着脱可能に配置されている。給紙カセット４４内に積載収容された記録媒体４６は、給紙カセット４４に積載された記録媒体４６の先端近傍に対向した位置に配置された給紙部材４８の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路５０に送り出される。
【００２８】
搬送路５０は、給紙カセット４４から、タイミングローラ対５２のニップ部、二次転写領域４１、定着ローラ対５６のニップ部、および排紙ローラ対６０のニップ部を通って、画像形成装置２の上部に設けられた排紙部６４まで延びている。
【００２９】
画像形成装置２の上部には、画像形成動作を制御する制御部６６が設けられている。ただし、画像形成装置２において制御部６６が配置される位置は特に限定されるものではない。
【００３０】
次に、画像形成装置２のカラーモードにおける画像形成動作について説明する。
【００３１】
先ず、制御部６６において外部端末又は操作部から送信されたプリント信号を受信すると、感光体４および中間転写ベルト３０が所定のタイミングで回転駆動を開始する。
【００３２】
続いて、感光体４表面の帯電電位を安定させるための帯電処理が開始されるとともに、現像器ラック２０が回転駆動して、イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙが感光体４に対向配置される。
【００３３】
その後、所定のタイミングで感光体４の露光が行われるとともに、イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙの駆動が開始される。また、所定のタイミングで、一次転写ローラ１４に転写電圧が印加される。
【００３４】
感光体４の露光が行われると、感光体４上にイエロー画像用の静電潜像が形成され、その静電潜像は、現像器１８Ｙから供給されるイエローのトナーにより顕在化される。このようにして感光体４上に形成されたイエローのトナー像は、感光体４の回転により、中間転写ベルト３０を挟んで一次転写ローラ１４と対向する一次転写領域に達すると、感光体４から中間転写ベルト３０上へ一次転写される。
【００３５】
一次転写後、感光体４上に残留したトナーは、感光体４とクリーニングブレード１６との当接部に達すると、クリーニングブレード１６のエッジで掻き取られる。
【００３６】
イエローのトナーを収容した現像器１８Ｙは、所定のタイミングで駆動が停止され、イエロー画像の現像および一次転写が終了する。その後、再び感光体４の帯電処理が行われるとともに、現像器ラック２０が回転駆動して、マゼンタのトナーを収容した現像器１８Ｍが感光体４に対向配置される。
【００３７】
続いて、イエローのトナー像を形成する時と同様、マゼンタ画像の現像および一次転写、並びにクリーニングブレードによる感光体４表面の清掃が行われる。マゼンタのトナー像は、一次転写の際、中間転写ベルト３０上のイエローのトナー像の上に重ねられて転写される。
【００３８】
同様に、シアンおよびブラックのトナー像も、中間転写ベルト３０上に順次一次転写され、中間転写ベルト３０上に４色のトナー像が重ね合わせられる。
【００３９】
中間転写ベルト３０上で重ね合わされた４色のトナー像は、二次転写ローラ４０に転写電圧が印加された後、中間転写ベルト３０によって二次転写領域４１に搬送される。また、そのタイミングに合わせて、給紙カセット４４に収容された記録媒体４６が、二次転写領域４１に搬送される。
【００４０】
続いて、二次転写領域４１において、上記４色のトナー像が中間転写ベルト３０から記録媒体４６に転写される。トナー像が転写された記録媒体４６は、搬送路５０のさらに下流側へ搬送され、定着ローラ５６によってトナー像が記録媒体４６に定着された後、排紙ローラ６０によって排紙部６４に送り出される。
【００４１】
その後、二次転写ローラ４０における転写電圧の印加が、所定のタイミングで停止されるとともに、中間転写ベルト用クリーニングブレード４２が、所定のタイミングで中間転写ベルト３０に圧接し、二次転写後において中間転写ベルト３０上に残留した未転写トナーがブレード４２により掻き取られる。
【００４２】
続いて、中間転写ベルト３０を張架するローラ１４，３４，３６，３８の構成を説明する。
【００４３】
本実施形態において、中間転写ベルト３０を張架するローラ１４，３４，３６，３８のうち、駆動ローラ３２は、例えばアルミニウム製の金属ローラであり、従動ローラ１４，３４，３６，３８は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）製の樹脂ローラである。
【００４４】
以下、樹脂ローラ１４，３４，３６，３８の構成を具体的に説明する。樹脂ローラ１４，３４，３６，３８は、互いに同様の構成からなるため、これらのローラ１４，３４，３６，３８を代表して、ベルト３０を挟んでクリーニングブレード４２に対向配置されたローラ３６の構成を説明する。
【００４５】
なお、図２、図４、図６および図７において、クリーニングブレード４２の図示を省略しているが、クリーニングブレード４２は、ベルト３０に対して図中の上側に配置され、ブレード４２の先端が、図中の左右方向の全幅に亘ってベルト３０の外周面に当接している。
【００４６】
図２に示すように、ローラ３６は、ローラ３６の軸方向に伸びる例えばステンレス製の芯軸７０と、ローラ３６の軸方向に沿って並べられた複数の樹脂製の円柱体７２とを備えている。円柱体７２は、隣接する円柱体７２に対して端面同士を当接させた状態で並べられ、芯軸７０を中心として回転可能に設けられている。具体的には、芯軸７０の両端部が画像形成装置２の本体に固定され、円柱体７２が、芯軸７０に回転自在に支持されている。ただし、円柱体７２を芯軸７０に回転不能に固定して、芯軸７０を、画像形成装置２の本体に設けた軸受により回転可能に支持してもよい。
【００４７】
図２において、円柱体７２は４つ設けられているが、円柱体７２の個数は、複数であれば特に限定されない。
【００４８】
各円柱体７２は、図３に示すように、ローラ３６の軸方向に直角な断面が円形または略円形であり、且つ、ローラ３６の軸方向の一端側の小径断面７６から他端側の大径断面７４にかけて拡径する円錐台状の部材である。このように、円柱体７２はテーパ状に成型されている。円柱体７２のテーパ角は、円柱体７２の軸方向の長さ、円柱体７２の素材、または円柱体７２の成形条件等によって異なるが、約１°程度とされる。ただし、図面において、円柱体７２のテーパ角は、説明の便宜上、実際よりも大きく示している。
【００４９】
円柱体７２の径方向中央部には、芯軸７０を挿通させるための挿通穴７８が軸方向に貫通して形成されている。挿通穴７８は、軸方向の全長に亘って均一または略均一の径を有する。
【００５０】
円柱体７２の軸方向の長さは、特に限定されないが、例えば２０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下とされる。円柱体７２の外径は、特に限定されないが、例えば１２ｍｍ以上４０ｍｍ以下とされる。挿通穴７８の直径は、芯軸７０の外径と同じか又は僅かに小さく、具体的な寸法は特に限定されないが、例えば６ｍｍ以上１２ｍｍ以下とされる。
【００５１】
図２に戻って、本発明では、ローラ３６を構成する円柱体７２のうち、少なくとも１つの円柱体７２の大径端面７４の外径が、別の円柱体７２の大径端面７４の外径と異なる構成とされている。具体的に、本実施形態では、２つの大径端面７４ａ，７４ｂの外径が、残りの２つの大径端面７４ｃ，７４ｄの外径よりも大きい構成とされている。また、大径端面７４ａの外径は、大径端面７４ｂの外径と比較して同一または大きく、大径端面７４ｃの外径は、大径端面７４ｄの外径と比較して同一または大きい構成とされている。
【００５２】
なお、大径端面７４の外径が異なる円柱体７２は、異なる金型を用いて成型することで用意される。ただし、共通の金型を用いて円柱体７２を成型した後、寸法誤差により大径端面７４の外径が異なることとなった円柱体７２を、大径端面７４の大きさ別に選別して用意してもよい。
【００５３】
円柱体７２の配置については様々な態様が考えられ、円柱体７２を不作為に並べてローラ３６を構成すると、例えば、図６または図７に示す態様で円柱体７２が配置される場合がある。
【００５４】
図６および図７に示す構成では、ローラ３６を構成する複数の円柱体７２のうち、最も大きな外径を有する大径端部７４ａ、および大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、軸方向の中間部に配置されている。
【００５５】
図６に示す構成では、中間転写ベルト３０が、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ａと大径端面７４ｂとの当接部への巻回部分Ｆにおいて、ベルト３０の外側、すなわちブレード４２側へ顕著に突出するため、クリーニングブレード４２の幅方向中間部は、ブレード４２側へ突出したベルト部分Ｆへ強い力で押し当てられて、局所的に摩耗しやすくなる。ブレード４２の幅方向中間部が局所的に摩耗すると、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分、すなわちベルト３０表面の画像領域でクリーニング不良が発生し、これに伴って画像不良が発生してしまう。また、中間転写ベルト３０の内面が、大径端面７４ａと大径端面７４ｂとの当接部への巻回部分Ｆにおいて局所的に大きな応力を受けるため、損傷しやすくなる。
【００５６】
図７に示す構成では、中間転写ベルト３０が、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ａへの巻回部分Ｇおよび大径端面７４ｂへの巻回部分Ｈにおいて、ブレード４２側へ顕著に突出するため、クリーニングブレード４２の幅方向中間部は、ブレード４２側へ突出したベルト部分Ｇ，Ｈへ強い力で押し当てられて、局所的に摩耗しやすくなる。したがって、図６に示す構成と同様、クリーニング不良に伴う画像不良が発生しやすくなる。また、中間転写ベルト３０の内面が、大径端面７４ａへの巻回部分Ｇと大径端面７４ｂへの巻回部分Ｈにおいて局所的に大きな応力を受けるため、損傷しやすくなる。
【００５７】
このような問題に鑑みて、本発明では、ローラ３６を構成する円柱体７２が、以下で述べるように配置されている。
【００５８】
（第１の実施形態）
図２に示す第１の実施形態では、ローラ３６の軸方向中間部の円柱体７２ｃ，７２ｄの大径端面７４ｃ，７４ｄ同士が当接し、軸方向中間部の円柱体７２ｃ，７２ｄの小径端面７６ｃ，７６ｄと、軸方向端部の円柱体７２ａ，７２ｂの小径端面７６ａ，７６ｂとが当接した状態で、円柱体７２が並べられている。なお、軸方向両端の円柱体７２ａ，７２ｂの大径端面７４ａ，７４ｂには、芯軸７０に固定された位置決め部材８０が当接して設けられ、これにより、円柱体７２の軸方向の位置ずれを防止可能となっている。
【００５９】
このような態様で円柱体７２を並べることで、ローラ３６を構成する円柱体７２の各端面７４，７６のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４ａが、ローラ３６の軸方向の一端部に配置され、大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、ローラ３６の軸方向の他端部に配置される。また、両端の大径端部７４ａ，７４ｂよりも小さい外径を有する大径端面７４ｃ，７４ｄは、ローラ３６の軸方向の中間部に配置される。このように円柱体７２ａ〜７２ｄを配置することで、円柱体７２ａ〜７２ｄの軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道がローラ３６の軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな回転軌道がローラ３６の軸方向の他端部に配置されることとなる。
【００６０】
このようにしてローラ３６を構成することで、ベルト３０のローラ３６への巻回部分のうち、ローラ３６の軸方向両端に位置する大径端面７４ａ，７４ｂへの巻回部分Ａ，Ｂが、ベルト３０の外側、すなわちクリーニングブレード４２側へ向かって顕著に突出する。これに対して、ローラ３６の軸方向の中間部では、両端と比較して外径が小さくなるため、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ｃ，７４ｄへ巻回されたベルト部分Ｃは、ブレード４２側へ大きく突出することがなく、ベルト３０の剛性により、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分は扁平に近い状態となる。特に、ベルト３０の引張弾性率を１．０ＧＰａ以上とし、ベルト３０の厚みを５０μｍ以上とすることで、ベルト３０が十分な剛性を有することとなるため、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分を、扁平な状態に一層近づけることができる。
【００６１】
したがって、ローラ３６の軸方向の幅と比較してクリーニングブレード４２の幅が大きい場合、ブレード４２の幅方向の両端部は、ローラ３６の両端へ巻回されたベルト部分、すなわちブレード４２側へ顕著に突出したベルト部分へ強い力で押し当てられるため、局所的に摩耗しやすくなるが、ブレード４２の幅方向の中間部は、扁平に近い状態のベルト部分に押し当てられるため、局所的な摩耗が生じにくい。中間転写ベルト３０の外周面において、ローラ３６の軸方向両端部への巻回部分は非画像領域となっているため、ブレード４２の幅方向の両端部が局所的に摩耗して、この摩耗部分においてクリーニング不良が発生しても、画像不良の発生を回避できる。
【００６２】
一方、ローラ３６の軸方向の幅と比較してクリーニングブレード４２の幅が小さい場合、クリーニングブレード４２は、その全幅に亘って、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分、すなわち扁平に近い状態のベルト部分に接触するため、局所的な摩耗が生じ難く、クリーニング不良が発生し難い。
【００６３】
また、中間転写ベルト３０の内側の面は、ローラ３６の軸方向両端への巻回部分、すなわち非画像領域において、局所的に強い応力を受けるため損傷しやすいが、ローラ３６の軸方向中間部への巻回部分、すなわち画像領域においては、局所的に強い応力を受けることがないため損傷しにくく、ベルト３０の損傷が画質に影響を及ぼす恐れを解消できる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図４に示す第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の円柱体７２ａ〜７２ｄが用いられているが、円柱体７２の配置の態様が、第１の実施形態と異なる。第２の実施形態では、ローラ３６の軸方向一端部の円柱体７２ａの小径端面７６ａに、円柱体７２ｃの小径端面７６ｃが当接し、円柱体７２ｃの大径端面７４ｃに円柱体７２ｄの小径端面７６ｄが当接し、円柱体７２ｄの大径端面７４ｄに円柱体７２ｂの小径端面７６ｂが当接した状態で、円柱体７２ａ〜７２ｄが並べられている。軸方向両端の円柱体７２ａ，７２ｂの大径端面７４ａ，７４ｂには、第１の実施形態と同様、芯軸７０に固定された位置決め部材８０が当接して設けられている。
【００６５】
このような態様で円柱体７２を並べることで、第１の実施形態と同様、ローラ３６を構成する円柱体７２の各端面７４，７６のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４ａが、ローラ３６の軸方向の一端部に配置され、大径端面７４ａと同じか又は大径端面７４ａの次に大きな外径を有する大径端面７４ｂが、ローラ３６の軸方向の他端部に配置され、両端の大径端面７４ａ，７４ｂよりも小さい外径を有する大径端面７４ｃ，７４ｄは、ローラ３６の軸方向の中間部に配置される。
【００６６】
そのため、ベルト３０のローラ３６への巻回部分のうち、ローラ３６の軸方向両端に位置する大径端面７４ａ，７４ｂへの巻回部分Ａ，Ｂが、クリーニングブレード４２側へ向かって顕著に突出する。これに対して、ローラ３６の軸方向中間部に位置する大径端面７４ｃ，７４ｄへ巻回されたベルト部分Ｄ，Ｅは、ブレード４２側へ大きく突出することがなく、ベルト３０の剛性により、ローラ３６の軸方向中間部へ巻回されたベルト部分は扁平に近い状態となる。
【００６７】
したがって、第１の実施形態と同様、クリーニングブレード４２の幅の大きさに関わらず、クリーニング不良に伴う画像不良の発生を回避できる。また、第１の実施形態と同様、中間転写ベルト３０の内側の面は、ローラ３６の軸方向中間部への巻回部分、すなわち画像領域において損傷しにくいため、ベルト３０の損傷が画質に影響を及ぼす恐れを解消できる。
【００６８】
なお、第２の実施形態において、その他の構成及び効果は第１の実施形態と同様であり、図４において、第１の実施形態と同様の機能を有する部材については同符号を付してある。
【００６９】
第１および第２の実施形態では、ローラ３６を構成する円柱体として、図３に示す円柱体７２に代えて、図５に示す円柱体８２を用いることができる。
【００７０】
図５に示す円柱体８２は、軸方向に直角な断面が円形または略円形とされ、且つ、軸方向において均一または略均一な外径を有する円柱状の部材である。図３に示す円柱体７２と同様、円柱体８２の径方向中央部には挿通穴７８が軸方向に貫通して形成されているが、挿通穴７８は、第１の実施形態と異なり、軸方向の一端側の小径部８４から他端側の大径部８６にかけて拡径するように形成されている。挿通穴７８の小径部８４は、芯軸７０の外径よりも小径とされ、挿通穴７８の大径部８６は、芯軸７０の外径と比較して同一または僅かに小さい径とされている。
【００７１】
円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させると、芯軸７０により挿通穴７８の内壁が径方向外側へ押し拡げられて、挿通穴７８は、全長に亘って芯軸７０の外径と同一の径となるように拡大する。芯軸７０により挿通穴７８の内壁が押し拡げられると、これに伴って、挿通穴７８の周囲の円柱体８２の肉厚部も径方向外側へ押し拡げられ、円柱体８２の外径が拡大する。挿通穴７８の拡大率は、大径部８６で最も小さく、軸方向において大径部８６から小径部８４に向かうに連れて漸増し、小径部８４で最も大きくなる。したがって、挿通穴７８に芯軸７０が挿通された状態において、円柱体８２の外径は、大径部８６側の端部で最も小さく、軸方向において大径部８６側の端部から小径部８４側の端部に向かうに連れて漸増し、小径部８４側の端部で最も大きくなる。すなわち、挿通穴７８に芯軸７０が挿通された状態において、円柱体８２の形状は、図３に示す円柱体７２と同様のテーパ状となり、小径部８４側の端面が大径端面７４となり、大径部８６側の端面が小径端面７６となる。
【００７２】
図５に示す円柱体８２を用いる場合、ローラ３６を構成する円柱体８２のうち、少なくとも１つの円柱体８２の小径部８４の直径が、別の円柱体８２の小径部８４の直径と異なるように、円柱体８２を用意すればよい。このように円柱体８２を用意することで、円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させた状態では、少なくとも１つの円柱体８２の大径端面７４の外径が、別の円柱体８２の大径端面７４の外径と異なる構成となる。
【００７３】
なお、小径部８４の直径が異なる円柱体８２は、異なる金型を用いて成型することで用意される。ただし、共通の金型を用いて円柱体８２を成型した後、寸法誤差により小径部８４の直径が異なることとなった円柱体８２を、小径部８４の大きさ別に選別して用意することもできる。
【００７４】
円柱体８２の配置に際しては、ローラ３６を構成する複数の円柱体８２の挿通穴７８の小径部８４および大径部８６のうち、最も小径の小径部８４をローラ３６の軸方向の一端部に配置し、該小径部８４と同じか又は該小径部８４の次に小径である小径部８４をローラ３６の軸方向の他端部に配置すればよい。このように複数の円柱体８２が配置されるように、これらの円柱体８２の挿通穴７８に芯軸７０を挿通させることで、第１および第２の実施形態と同様、ローラ３６を構成する複数の円柱体８２の大径端面７４のうち、最も大きな外径を有する大径端面７４が、ローラ３６の軸方向一端部に配置され、該大径端面７４と同じか又は該大径端面７４の次に大きな外径を有する大径端面７４が、ローラ３６の軸方向他端部に配置されることとなり、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００７６】
例えば、上述の実施形態では、中間転写ベルトを張架するローラの構成について説明したが、本発明は、中間転写ベルト以外の無端ベルト状の像担持体（例えば、ベルト状の感光体）を張架するローラにも同様に適用できる。
直接転写ベルトでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るローラの構成を示す図である。
【図３】ローラを構成する円柱体を示す斜視図である。
【図４】第２の実施形態に係るローラの構成を示す図である。
【図５】その他の実施形態に係る円柱体を示す斜視図である。
【図６】不作為に円柱体を並べて構成されたローラの一例を示す図である。
【図７】不作為に円柱体を並べて構成されたローラのその他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
２：画像形成装置、
１４，３４，３６，３８：ローラ、
３０：像担持体（中間転写ベルト）、
４２：クリーニングブレード（クリーニング部材）、
７２，８２：円柱体、
７４：大径端面、
７６：小径端面、
７８：挿通穴、
８４：小径部、
８６：大径部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体と、
該像担持体を回転可能に張架する複数のローラとを備えた画像形成装置であって、
少なくとも１つの上記ローラは、該ローラの軸方向に伸びる芯軸と、上記軸方向に沿って並べられ且つ上記芯軸を中心として回転可能な複数の円柱体を備え、
上記複数の円柱体の上記軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の他端部に配置されるように、上記複数の円柱体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記円柱体は、上記軸方向の一端側の小径端面から他端側の大径端面にかけて拡径する部材であり、
上記複数の円柱体の小径端面および大径端面のうち、最も大きな外径を有する大径端面が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該大径端面と同じか又は該大径端面の次に大きな外径を有する大径端面が、上記ローラの軸方向の他端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記芯軸の外径は、上記軸方向の全長に亘って均一または略均一とされ、
上記円柱体は、上記軸方向において均一または略均一な外径を有する部材であり、
該円柱体には、上記芯軸を挿通させるための挿通穴が、上記軸方向に貫通して、且つ、上記軸方向の一端側の小径部から他端側の大径部にかけて拡径するように形成され、
上記挿通穴の少なくとも上記小径部は、上記芯軸の外径よりも小径とされ、
上記挿通穴に上記芯軸が挿通された状態において、上記円柱体が上記軸方向の上記大径部側の端部から上記小径部側の端部にかけて拡径する状態となる画像形成装置であって、
上記複数の円柱体の挿通穴の小径部および大径部のうち、最も小径の小径部が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該小径部と同じか又は該小径部の次に小径である小径部が、上記ローラの上記軸方向の他端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記少なくとも１つのローラは、上記像担持体上のトナーを掻き取るクリーニング部材に対して、上記像担持体を挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナー像を担持する無端ベルト状の像担持体と、
該像担持体を回転可能に張架する複数のローラとを備えた画像形成装置であって、
少なくとも１つの上記ローラは、該ローラの軸方向に伸びる芯軸と、上記軸方向に沿って並べられ且つ上記芯軸を中心として回転可能な複数の円柱体を備え、
上記複数の円柱体の上記軸方向端部の外縁部が描く回転軌道のうち、最も大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該回転軌道と同じか又は該回転軌道の次に大きな径を有する回転軌道が上記ローラの軸方向の他端部に配置されるように、上記複数の円柱体が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記円柱体は、上記軸方向の一端側の小径端面から他端側の大径端面にかけて拡径する部材であり、
上記複数の円柱体の小径端面および大径端面のうち、最も大きな外径を有する大径端面が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該大径端面と同じか又は該大径端面の次に大きな外径を有する大径端面が、上記ローラの軸方向の他端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記芯軸の外径は、上記軸方向の全長に亘って均一または略均一とされ、
上記円柱体は、上記軸方向において均一または略均一な外径を有する部材であり、
該円柱体には、上記芯軸を挿通させるための挿通穴が、上記軸方向に貫通して、且つ、上記軸方向の一端側の小径部から他端側の大径部にかけて拡径するように形成され、
上記挿通穴の少なくとも上記小径部は、上記芯軸の外径よりも小径とされ、
上記挿通穴に上記芯軸が挿通された状態において、上記円柱体が上記軸方向の上記大径部側の端部から上記小径部側の端部にかけて拡径する状態となる画像形成装置であって、
上記複数の円柱体の挿通穴の小径部および大径部のうち、最も小径の小径部が上記ローラの軸方向の一端部に配置され、該小径部と同じか又は該小径部の次に小径である小径部が、上記ローラの上記軸方向の他端部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記少なくとも１つのローラは、上記像担持体上のトナーを掻き取るクリーニング部材に対して、上記像担持体を挟んで対向配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【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２００８−１７０６７２（Ｐ２００８−１７０６７２Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９５（Ｐ２００７−３１９５）
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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