画像形成装置
【課題】複数のローラの間に架設されて被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置において、前記無端ベルトに張力を与える方向に少なくとも１つの前記ローラを付勢する力を、片寄りすぎることなく適切に設定すること。
【解決手段】無端ベルト１３の内周面には、左側に片寄った位置に、断面矩形の帯状のガイド１８が連続的に突出するように貼着されている。また、従動ローラ１２の外周面には、ガイド１８が嵌合する溝部１２Ｂが形成されている。更に、無端ベルト１３の外周面の左端には補強テープ１９が貼着されている。このため、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重はガイド１８が無い側（右半分）の０．１％伸び荷重よりも大きくなる。そこで、その荷重の相違に応じて、従動ローラ１２の左右両端に加わる付勢力を設定する。
【解決手段】無端ベルト１３の内周面には、左側に片寄った位置に、断面矩形の帯状のガイド１８が連続的に突出するように貼着されている。また、従動ローラ１２の外周面には、ガイド１８が嵌合する溝部１２Ｂが形成されている。更に、無端ベルト１３の外周面の左端には補強テープ１９が貼着されている。このため、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重はガイド１８が無い側（右半分）の０．１％伸び荷重よりも大きくなる。そこで、その荷重の相違に応じて、従動ローラ１２の左右両端に加わる付勢力を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に記録材による画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、前記被記録媒体または前記記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置が種々提案されている。例えば、各色のトナー像を個々に担持した複数の感光体ドラムに接触して回転駆動され、各感光体ドラムから前記トナー像を順次転写された後に、それらのトナー像を用紙等の被記録媒体に転写する中間転写ベルトとしての無端ベルトを備えた装置が知られている。また、各色のトナー像を個々に担持した複数の感光体ドラムに接触して回転駆動され、各感光体ドラムとのニップ部を順次通って用紙を搬送することで、その用紙に各色のトナー像を重ねて転写する転写搬送ベルトとしての無端ベルトを備えた装置も知られている。
【０００３】
ところが、平行な軸を有する複数のローラの間に無端ベルトを架設して回転駆動すると、無端ベルトが前記軸方向の何れか一方に徐々に寄ったり、蛇行したりする場合がある。そこで、無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出した帯状のガイドを設け、そのガイドを各ローラに形成された溝部に嵌合させることが提案されている。また、その場合、前記無端ベルトに張力を与える方向に少なくとも１つの前記ローラを付勢する力を、前記一端側を他端側より大きくすることで、無端ベルトに前記他端側に寄ろうとする力を作用させて無端ベルトの波打を抑制することも提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５５６４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記各特許文献では、前記ローラを付勢する力（付勢力）を、前記一端側を他端側より大きくすればよい旨が記載されているのみで、どの程度大きくすれば十分であるかは検証されていない。前記付勢力の差を徒に大きくすれば、無端ベルトを前記他端側に寄せる力が強くなりすぎてガイドの摩耗がひどくなったり、溝部からガイドが外れたりする可能性もある。
【０００６】
そこで、本発明は、複数のローラの間に架設されて被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置において、前記無端ベルトに張力を与える方向に少なくとも１つの前記ローラを付勢する力を、片寄りすぎることなく適切に設定することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達するためになされた本発明は、平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備え、前記被記録媒体に前記記録材による画像を形成する画像形成手段を、備えた画像形成装置であって、前記画像形成手段は、前記無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出して設けられた帯状のガイドと、前記各ローラに形成され、前記ガイドが嵌合することにより前記無端ベルトの前記軸方向への寄りを規制する溝部と、少なくとも１つの前記ローラの軸方向両端にそれぞれ設けられ、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材と、を備え、前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一に設定されたことを特徴としている。
【０００８】
このように、本発明の画像形成装置では、無端ベルトが架設される複数のローラの少なくとも１つには、そのローラの軸方向両端に、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材がそれぞれ設けられている。そして、本発明では、前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なる。そして、本発明では、このように前記一端側と他端側とで力のモーメントを異ならせることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量を、前記一端側と他端側とで同一にしている。
【０００９】
すなわち、前述のように一端側に片寄って帯状のガイドを設けた無端ベルトでは、その一端側のヤング率が他端側に比べて大きくなる。そこで、本発明では、前記軸方向一端側の付勢部材から前記ローラに加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から前記ローラに加わる力のモーメントとを異ならせることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一になるようにしているのである。このため、本発明では、無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、前記一端側の力のモーメントを大きくしすぎることなく無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。更に、このように無端ベルトの寄りや蛇行が抑制できることにより、無端ベルトに波打等が発生するのを抑制してその寿命を延ばすこともできる。
【００１０】
なお、前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の使用条件であってもよい。その場合、予め設定された使用環境温度の上限の環境下で当該画像形成装置が使用された場合にも、前記無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。また、この場合、当該画像形成装置が前記使用環境温度の上限未満の環境下で使用された場合は、前記一端側の伸び量が大きくなるが、その場合、前記特許文献に示されたように、前記他端方向へ寄ろうとする力を無端ベルトに作用させて、その無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。
【００１１】
また、前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の環境下で使用されて前記無端ベルトにクリープ変形が生じた使用条件であってもよい。その場合、予め設定された使用環境温度の上限の環境下で当該画像形成装置が使用され、更に前記無端ベルトにクリープ変形が生じた場合にも、前記無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。また、この場合、当該画像形成装置が前記使用環境温度の上限未満の環境下で使用された場合や、クリープ変形が生じていない場合は、前記一端側の伸び量が大きくなるが、その場合、前記特許文献に示されたように、前記他端方向へ寄ろうとする力を無端ベルトに作用させて、その無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。
【００１２】
また、前記無端ベルトの周面の前記ガイド側に補強テープが貼着され、該補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きく、該補強テープを含む前記無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一に設定されていてもよい。この場合、無端ベルトの周面のガイド側に補強テープが貼着されたことにより、その部分の無端ベルトが損傷するのを抑制して、前記ガイドと前記ローラの溝部との嵌合を一層良好に維持することができる。また、前記補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きいが、本発明では、前述のように、予め想定された使用条件下において、前記補強テープを含む無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一になるようにしている。従って、この場合、無端ベルトの寄りや蛇行を一層良好に抑制することができる。
【００１３】
また、前記一対の付勢部材は、互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なってもよい。すなわち、前述のように一端側と他端側とで力のモーメントを異ならせるためには、一対の付勢部材の付勢力が異なってもよいが、この場合、前記一対の付勢部材は互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なる。このため、付勢部材（バネやゴムなど）としては、前記一端側と他端側とで同一の部材を共通して使用することができ、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の内部構成を概略的に表す説明図である。
【図２】その画像形成装置の無端ベルト及び従動ローラの構成を表す説明図である。
【図３】その従動ローラに加わる力のモーメントを表す平面図である。
【図４】前記無端ベルトのクリープ変形を表すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態の内部構成を概略的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［画像形成装置の全体構成］
次に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の内部構成を概略的に表す説明図である。なお、以下の説明では、図１における左方向を前方，手前側を右側として説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に転写搬送ベルトとしての無端ベルト１３を架設してなるベルトユニット１０の上に、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色に対応した４つのプロセスユニット２０を備えている。４つのプロセスユニット２０は、画像形成装置１の前面側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で前後方向に並んで配置され、直接タンデム方式のカラー画像形成手段を構成している。
【００１７】
各プロセスユニット２０は、感光体ドラム２１と、帯電器２２と、現像カートリッジ２４とを備えて構成されている。感光体ドラム２１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。
【００１８】
帯電器２２は、感光体ドラム２１の後側斜め上方において、感光体ドラム２１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム２１と対向配置されている。この帯電器２２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型帯電器であり、感光体ドラム２１の表面を一様に正極性に帯電させる。現像カートリッジ２４は、内部にトナー収容室２５が設けられ、その中に収容されたブラック，シアン，マゼンタ，またはイエローの正帯電性非磁性１成分トナー（記録材の一例）を正極性に摩擦帯電させた上で現像ローラ２６を介して感光体ドラム２１に供給する周知のものである。
【００１９】
更に、ベルトユニット１０は、無端ベルト１３を挟んで各感光体ドラム２１と対向する位置にそれぞれ設けられた４つの転写ローラ１４を備えている。無端ベルト１３は、駆動ローラ１１の図１における時計方向の回転によって、同方向に回転駆動される。無端ベルト１３の表面には、本画像形成装置１の下部に挿入される給紙トレイ（図示省略）から、被記録媒体の一例としての用紙Ｐが給紙ローラ等の各種ローラ（図示省略）によって供給され、その用紙Ｐは各感光体ドラム２１との対向部を通って画像形成装置１の後方へ搬送される。
【００２０】
また、各プロセスユニット２０の上方には、スキャナユニット３０が設けられている。スキャナユニット３０は、各色の画像データに対応するレーザ光Ｌｋ，Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃを発生する半導体レーザやそのレーザ光Ｌを偏向するポリゴンミラー（いずれも図示省略）を備え、各感光体ドラム２１を走査露光する周知のものである。
【００２１】
このため、各感光体ドラム２１の表面は、その回転時、先ず帯電器２２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット３０からのレーザ光Ｌの高速走査により露光されて、用紙Ｐに形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ２６の回転により、現像ローラ２６上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム２１に対向して接触するときに、感光体ドラム２１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム２１の静電潜像は可視像化され、感光体ドラム２１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。
【００２２】
その後、各感光体ドラム２１の表面上に担持されたトナー像は、無端ベルト１３によって搬送される用紙Ｐが感光体ドラム２１と転写ローラ１４との間を通るときに、転写ローラ１４に定電流制御で印加される負極性の転写バイアスによって、用紙Ｐに順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙Ｐは、次いで、ベルトユニット１０の後方に配設された定着器４０に搬送される。すなわち、ベルトユニット１０とプロセスユニット２０とスキャナユニット３０とが、画像形成手段に相当する。
【００２３】
定着器４０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１の下方において、加熱ローラ４１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ４２とを備えている。この定着器４０では、４色のトナー像を担持した用紙Ｐを、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙Ｐに熱定着させる。そして、トナー像が熱定着された用紙Ｐは、図示省略した各種ローラにより、画像形成装置１の上面に設けられた排紙トレイ（図示省略）に排出される。
【００２４】
［ベルトユニットの構成］
次に、図２は、画像形成装置１の無端ベルト１３が従動ローラ１２に架設された部分の断面を模式的に表す説明図である。なお、後述の図３に示すように、従動ローラ１２の回転軸１２Ａは、付勢部材の一例としてのバネ１７によって駆動ローラ１１から離れる方向（前方）に付勢されており、その付勢力によって、無端ベルト１３の内周面が従動ローラ１２の外周面に密着する。
【００２５】
図２に示すように、無端ベルト１３の内周面には、左側に片寄った位置に、断面矩形の帯状のガイド１８が連続的に突出するように接着剤を用いて貼着されている。また、従動ローラ１２の外周面には、ガイド１８が嵌合することにより無端ベルト１３の左右方向（駆動ローラ１１，従動ローラ１２の軸方向）への寄りを規制する溝部１２Ｂが形成されている。なお、溝部１２Ｂは従動ローラ１２そのものの外周面に形成されていてもよいし、従動ローラ１２の端面に隣接して当該従動ローラ１２とは相対的に回転可能に支持されたガイド専用のローラに形成されていてもよい。また、従動ローラ１２の他に、駆動ローラ１１にも同様の溝部が形成されていてもよい。更に、無端ベルト１３の外周面の左端には、その無端ベルト１３を挟んでガイド１８と対向する箇所を包含する幅の補強テープ１９が接着剤を用いて貼着されている。なお、この補強テープ１９は、無端ベルト１３のガイド１８が貼着された部分が損傷するのを抑制して、ガイド１８と溝部１２Ｂとの嵌合を一層良好に維持する。
【００２６】
図３に示すように、従動ローラ１２の両端から突出した一対の回転軸１２Ａには、引張コイルバネからなる一対のバネ１７が接続され、前述のように、無端ベルト１３に張力を与える方向に従動ローラ１２を付勢している。なお、バネ１７は回転軸１２Ａに対して、その回転軸１２Ａの回転を許容しつつ前記付勢が行えるように、図示省略したホルダを介して接続されているが、そのようなホルダは周知であるため、ここでは詳述しない。
【００２７】
また、一対のバネ１７は同一規格のコイルバネで、それらが回転軸１２Ａに与える付勢力は等しいが、各付勢力の従動ローラ１２に対する作用点から、従動ローラ１２に架設された無端ベルト１３の左右方向中心位置（図３に一点鎖線で表示）までの距離は異なる。このため、前記中心位置に対して作用する力のモーメントが、右側のバネ１７から加わる力のモーメントと左側のバネ１７から加わる力のモーメントとで異なるが、本実施形態では、そのことによって、次のように無端ベルト１３の伸び量を左右で同一にしている。
【００２８】
［付勢力の作用点設定例（１）］
次に、前記各付勢力の作用点の設定例を説明する。先ず、常温で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮しない設定例について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置１は、無端ベルト１３，ガイド１８，補強テープ１９の断面形状が、次の表１に示すように設計されている。
【００２９】
【表１】
すなわち、前記中心位置に対する左右それぞれの無端ベルト１３の断面積はいずれも１４．４ｍｍ2 で、ガイド１８の断面積は６ｍｍ2 で、補強テープ１９の断面積は０．２５ｍｍ2 である。また、次の表２には、無端ベルト１３，ガイド１８，補強テープ１９を構成する各種素材の常温におけるヤング率と、前記断面積を用いて計算した各部を０．１％伸ばすために必要な荷重（０．１％伸び荷重）を示した。なお、無端ベルト１３は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ポリイミド，ＰＣ（ポリカーボネート），ナイロン（２種類あり）のうちの任意の素材で作成することができるので、表２には、各素材で構成した場合の０．１％伸び荷重をそれぞれ記載した。また、ガイド１８も、ゴムまたはウレタンのうちの任意の素材で作成することができるので、表２には、各素材で構成した場合の０．１％伸び荷重をそれぞれ記載した。
【００３０】
【表２】
このため、無端ベルト１３をヤング率が１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 のナイロンで構成し、ガイド１８をゴムで構成した場合、無端ベルト１３のガイド１８が無い側（右半分）を０．１％伸ばすために必要な荷重（０．１％伸び荷重）は１．７３ｋｇとなる。これに対して、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重は１．９９ｋｇとなり、ガイド１８が無い側（右半分）の１１５％となる。
【００３１】
この計算の詳細を、次の表３に示したので参照されたい。なお、補強テープ１９は省略してもよいので、表３には、補強テープ１９を省略した場合における無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重も示したので参照されたい。
【００３２】
【表３】
そこで、本設定例では、無端ベルト１３の左端に加わる張力Ｔ−Ｌ（図３参照）が、無端ベルト１３の右端に加わる張力Ｔ−Ｒ（図３参照）の１１５％となるように、前記作用点を設定した。
【００３３】
すなわち、図３に示すように、左右一対のバネ１７から加わる付勢力をＦ−Ｌ，Ｆ−Ｒ（前述のように同じ値）、前記中心位置から従動ローラ１２の両端までの長さ（無端ベルト１３の端縁部が従動ローラ１２の端面よりも外側に飛び出ていない場合には、無端ベルト１３の両端までの長さ）をＬ１、前記中心位置から左側のバネ１７の作用点までの距離をＬ２、前記中心位置から右側のバネ１７の作用点までの距離をＬ３とする。すると、左側についてはＴ−Ｌ×Ｌ１＝Ｆ−Ｌ×Ｌ２なる式が、右側についてはＴ−Ｒ×Ｌ１＝Ｆ−Ｒ×Ｌ３なる式が、それぞれ成り立つ。そこで、Ｔ−Ｌ：Ｔ−Ｒ＝１１５：１００となるように、Ｌ２：Ｌ３＝１１５：１００に設定すればよいのである。なお、表３から分かるように、補強テープ１９を省略した場合は、Ｌ２：Ｌ３＝１０３：１００に設定すればよい。
【００３４】
このように、一対のバネ１７から加わる力のモーメントを異ならせることにより、常温で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を生じていない使用条件下における無端ベルト１３の伸び量が、左右で同一になる。このため、無端ベルト１３の伸び量を従動ローラ１２の軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。更に、このように無端ベルト１３の寄りや蛇行が抑制できることにより、無端ベルト１３に波打等が発生するのを抑制してその寿命を延ばすこともできる。特に、ナイロンは柔らかいので、ナイロン製の無端ベルト１３にガイド１８を貼り付けると伸び量が不均一になりやすいが、本実施形態ではそのような事態を良好に回避することができる。
【００３５】
なお、無端ベルト１３のガイド１８が設けられた側（左側）に加わる張力Ｔ−Ｌを張力Ｔ−Ｒに比べて大きくするとよいことは、前述の特許文献等でも指摘されているが、本実施形態では、前述の計算に基づいたことにより、張力Ｔ−Ｌを大きくしすぎることがない。従って、張力Ｔ−Ｌが大きすぎてガイド１８の摩耗がひどくなったり溝部１２Ｂからガイド１８が外れたりするのも抑制することができる。
【００３６】
［付勢力の作用点設定例（２）］
次に、画像形成装置１に対して予め設定された使用環境温度の上限としての６０℃の環境で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮しない設定例について説明する。この場合、前述の各種素材のうち、熱可塑性の素材のヤング率は、常温におけるヤング率よりも小さくなる。例えば、常温で１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 であったナイロンのヤング率は、６０℃では常温におけるヤング率の０．７５倍となるため、１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ×０．７５＝９０ｋｇｆ／ｍｍ2 となる。一方、ＰＥＴやゴム等の素材では、６０℃の環境でもヤング率はあまり変化しない。このように、各種ヤング率を６０℃におけるものに修正して前述の計算を行うと、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重は、ガイド１８が無い側（右半分）の約１２０％となる。従って、その場合、Ｌ２：Ｌ３＝１２０：１００とすることによって、画像形成装置１を６０℃の環境下で使用した場合にも前述の効果が得られる。
【００３７】
なお、この場合、画像形成装置１が６０℃未満の環境下で使用された場合は、無端ベルト１３の左側の伸び量が大きくなるが、その場合でも、前記特許文献に示されたように、無端ベルト１３に右側へ寄ろうとする力が作用し、その無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。
【００３８】
［付勢力の作用点設定例（３）］
次に、画像形成装置１に対して予め設定された使用環境温度の上限としての６０℃の環境で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮した設定例について説明する。表４及び図４は、無端ベルト１３を前記中心位置で分割し、６０℃の環境下で一定荷重（例えば、５ｋｇｆ）を加えた場合のクリープ変形（％）の大きさを示している。
【００３９】
【表４】
表４及び図４に示すように、クリープ変形は、ガイド１８の無い側の変形量がガイド１８の有る側の変形量よりも約１５％大きくなる。従って、この場合、Ｌ２：Ｌ３＝１１５：１００とすることによって、画像形成装置１を６０℃の環境下で使用し、無端ベルト１３にクリープ変形が生じた場合にも前述の効果が得られる。
【００４０】
なお、この場合、画像形成装置１が６０℃未満の環境下で使用された場合や、無端ベルト１３にクリープ変形が生じていない場合は、無端ベルト１３の左側の伸び量が大きくなる場合があるが、その場合でも、前記特許文献に示されたように、無端ベルト１３に右側へ寄ろうとする力が作用し、その無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。
【００４１】
［本発明の他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、前記実施形態では、一対のバネ１７の作用点を左右で異ならせているが、一対のバネ１７の規格を異ならせたり当初の変形量を異ならせることによって、各バネ１７から作用する付勢力そのものを左右で異ならせてもよい。但し、前記実施形態では、付勢部材（前述のバネ１７に限らず他のバネやゴム等であってもよい）として同一の部材を共通して使用することができ、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。
【００４２】
また、本発明に係る無端ベルトとしては、前述のようないわゆる転写搬送ベルトに限らず、感光体ベルト，中間転写ベルト等の各種無端ベルトを採用することができる。図５は、本発明に係る無端ベルトとしての感光体ベルト１７３，中間転写ベルト１８３を備えた画像形成装置１００の内部構成を概略的に表す説明図である。図５に示すように、感光体ベルト１７３は、３つのローラ１７１，１７２，１７４の間に架設されてベルトユニット１７０を構成している。同様に、中間転写ベルト１８３は、３つのローラ１８１，１８２，１８４の間に架設されてベルトユニット１８０を構成している。また、感光体ベルト１７３は中間転写ベルト１８３と接触している。
【００４３】
感光体ベルト１７３の周囲には、中間転写ベルト１８３との接触部から当該感光体ベルト１７３の回転方向に沿って、トナーを除去するクリーニング器１９１，帯電器２２と同様の帯電器１２２，スキャナユニット１３０，各色毎の現像カートリッジ１２４ｃ，１２４ｍ，１２４ｙ，１２４ｋが順次設けられている。なお、各現像カートリッジ１２４は、現像カートリッジ２４と同様に、ブラック，シアン，マゼンタ，またはイエローのトナーを収容したトナー収容室１２５と現像ローラ１２６とを備えている。
【００４４】
また、現像カートリッジ１２４ｃ，１２４ｍ，１２４ｙ，１２４ｋは、感光体ベルト１７３に近接離間する方向（前後方向）に往復移動可能に配設されている。そして、各現像カートリッジ１２４は、該当する色の現像時に、感光体ベルト１７３に近接する現像位置（図５中の現像カートリッジ１２４ｃの位置）へ移動し、現像工程が終了すると感光体ベルト１７３から離間する退避位置（図５中の現像カートリッジ１２４ｍ〜１２４ｋの位置）へ移動するように構成されている。
【００４５】
このため、感光体ベルト１７３は、クリーニング器１９１によりトナーが除去された後に、帯電器１２２，スキャナユニット１３０によって何れか１色に対応した静電潜像が形成され、その色に応じたトナー像が現像カートリッジ１２４ｃ〜１２４ｋの何れかによって形成される。そのトナー像は、中間転写ベルト１８３との接触部で当該中間転写ベルト１８３に転写され、この工程が各色に応じて４回繰り返されることにより、中間転写ベルト１８３の表面には各色のトナー像が重ね合わせられてカラー画像が形成される。
【００４６】
中間転写ベルト１８３の周囲には、前記接触部から当該中間転写ベルト１８３の回転方向に沿って、転写ローラ１９３とクリーニング器１９２とが設けられている。用紙Ｐは、図示省略した各種ローラによって転写ローラ１９３と中間転写ベルト１８３との間に搬送されて前記カラー画像を転写された後、定着器４０と同様に加熱ローラ１４１，加圧ローラ１４２を備えた定着器１４０によってトナー像が熱定着される。そして、トナー像が熱定着された用紙Ｐは、図示省略した各種ローラにより、画像形成装置１００の上面に設けられた排紙トレイ（図示省略）に排出される。
【００４７】
このように構成された画像形成装置１００では、ベルトユニット１７０または１８０またはその両方に対して、前述のベルトユニット１０と同様に付勢力を調整することにより、感光体ベルト１７３または中間転写ベルト１８３またはその両方の伸び量を左右で均一にすることができる。従って、感光体ベルト１７３または中間転写ベルト１８３またはその両方の寄りや蛇行を抑制すると共に、その寿命を延ばすこともでき、ガイドの摩耗やガイドが溝部から外れるのも抑制することができる。
【００４８】
また更に、ベルトユニット１０において、ガイド１８と無端ベルト１３との間に補強テープ１９が設けられてもよい。また、中間転写ベルト１８３は、図１に示したような４つのプロセスユニット２０の感光体ドラム２１に接触して回転駆動されるタイプのものであってもよい。更に、本発明は、前述のような各種レーザプリンタに限らず、被記録媒体を無端ベルトによって搬送するインクジェット等、各種画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１００…画像形成装置 １０，１７０，１８０…ベルトユニット
１１…駆動ローラ １２…従動ローラ
１２Ａ…回転軸 １２Ｂ…溝部
１３…無端ベルト １４，１９３…転写ローラ
１７…バネ １８…ガイド
１９…補強テープ ２０…プロセスユニット
２４，１２４…現像カートリッジ ３０，１３０…スキャナユニット
１７１，１７２，１７４，１８１，１８２，１８４…ローラ １７３…感光体ベルト
１８３…中間転写ベルト Ｐ…用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に記録材による画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、前記被記録媒体または前記記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置が種々提案されている。例えば、各色のトナー像を個々に担持した複数の感光体ドラムに接触して回転駆動され、各感光体ドラムから前記トナー像を順次転写された後に、それらのトナー像を用紙等の被記録媒体に転写する中間転写ベルトとしての無端ベルトを備えた装置が知られている。また、各色のトナー像を個々に担持した複数の感光体ドラムに接触して回転駆動され、各感光体ドラムとのニップ部を順次通って用紙を搬送することで、その用紙に各色のトナー像を重ねて転写する転写搬送ベルトとしての無端ベルトを備えた装置も知られている。
【０００３】
ところが、平行な軸を有する複数のローラの間に無端ベルトを架設して回転駆動すると、無端ベルトが前記軸方向の何れか一方に徐々に寄ったり、蛇行したりする場合がある。そこで、無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出した帯状のガイドを設け、そのガイドを各ローラに形成された溝部に嵌合させることが提案されている。また、その場合、前記無端ベルトに張力を与える方向に少なくとも１つの前記ローラを付勢する力を、前記一端側を他端側より大きくすることで、無端ベルトに前記他端側に寄ろうとする力を作用させて無端ベルトの波打を抑制することも提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５５６４２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記各特許文献では、前記ローラを付勢する力（付勢力）を、前記一端側を他端側より大きくすればよい旨が記載されているのみで、どの程度大きくすれば十分であるかは検証されていない。前記付勢力の差を徒に大きくすれば、無端ベルトを前記他端側に寄せる力が強くなりすぎてガイドの摩耗がひどくなったり、溝部からガイドが外れたりする可能性もある。
【０００６】
そこで、本発明は、複数のローラの間に架設されて被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備えた画像形成装置において、前記無端ベルトに張力を与える方向に少なくとも１つの前記ローラを付勢する力を、片寄りすぎることなく適切に設定することを目的としてなされた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達するためになされた本発明は、平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備え、前記被記録媒体に前記記録材による画像を形成する画像形成手段を、備えた画像形成装置であって、前記画像形成手段は、前記無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出して設けられた帯状のガイドと、前記各ローラに形成され、前記ガイドが嵌合することにより前記無端ベルトの前記軸方向への寄りを規制する溝部と、少なくとも１つの前記ローラの軸方向両端にそれぞれ設けられ、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材と、を備え、前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一に設定されたことを特徴としている。
【０００８】
このように、本発明の画像形成装置では、無端ベルトが架設される複数のローラの少なくとも１つには、そのローラの軸方向両端に、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材がそれぞれ設けられている。そして、本発明では、前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なる。そして、本発明では、このように前記一端側と他端側とで力のモーメントを異ならせることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量を、前記一端側と他端側とで同一にしている。
【０００９】
すなわち、前述のように一端側に片寄って帯状のガイドを設けた無端ベルトでは、その一端側のヤング率が他端側に比べて大きくなる。そこで、本発明では、前記軸方向一端側の付勢部材から前記ローラに加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から前記ローラに加わる力のモーメントとを異ならせることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一になるようにしているのである。このため、本発明では、無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、前記一端側の力のモーメントを大きくしすぎることなく無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。更に、このように無端ベルトの寄りや蛇行が抑制できることにより、無端ベルトに波打等が発生するのを抑制してその寿命を延ばすこともできる。
【００１０】
なお、前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の使用条件であってもよい。その場合、予め設定された使用環境温度の上限の環境下で当該画像形成装置が使用された場合にも、前記無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。また、この場合、当該画像形成装置が前記使用環境温度の上限未満の環境下で使用された場合は、前記一端側の伸び量が大きくなるが、その場合、前記特許文献に示されたように、前記他端方向へ寄ろうとする力を無端ベルトに作用させて、その無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。
【００１１】
また、前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の環境下で使用されて前記無端ベルトにクリープ変形が生じた使用条件であってもよい。その場合、予め設定された使用環境温度の上限の環境下で当該画像形成装置が使用され、更に前記無端ベルトにクリープ変形が生じた場合にも、前記無端ベルトの伸び量を前記軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。また、この場合、当該画像形成装置が前記使用環境温度の上限未満の環境下で使用された場合や、クリープ変形が生じていない場合は、前記一端側の伸び量が大きくなるが、その場合、前記特許文献に示されたように、前記他端方向へ寄ろうとする力を無端ベルトに作用させて、その無端ベルトの寄りや蛇行を抑制することができる。
【００１２】
また、前記無端ベルトの周面の前記ガイド側に補強テープが貼着され、該補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きく、該補強テープを含む前記無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一に設定されていてもよい。この場合、無端ベルトの周面のガイド側に補強テープが貼着されたことにより、その部分の無端ベルトが損傷するのを抑制して、前記ガイドと前記ローラの溝部との嵌合を一層良好に維持することができる。また、前記補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きいが、本発明では、前述のように、予め想定された使用条件下において、前記補強テープを含む無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一になるようにしている。従って、この場合、無端ベルトの寄りや蛇行を一層良好に抑制することができる。
【００１３】
また、前記一対の付勢部材は、互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なってもよい。すなわち、前述のように一端側と他端側とで力のモーメントを異ならせるためには、一対の付勢部材の付勢力が異なってもよいが、この場合、前記一対の付勢部材は互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なる。このため、付勢部材（バネやゴムなど）としては、前記一端側と他端側とで同一の部材を共通して使用することができ、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置の内部構成を概略的に表す説明図である。
【図２】その画像形成装置の無端ベルト及び従動ローラの構成を表す説明図である。
【図３】その従動ローラに加わる力のモーメントを表す平面図である。
【図４】前記無端ベルトのクリープ変形を表すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態の内部構成を概略的に表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［画像形成装置の全体構成］
次に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の内部構成を概略的に表す説明図である。なお、以下の説明では、図１における左方向を前方，手前側を右側として説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に転写搬送ベルトとしての無端ベルト１３を架設してなるベルトユニット１０の上に、ブラック（Ｋ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）の各色に対応した４つのプロセスユニット２０を備えている。４つのプロセスユニット２０は、画像形成装置１の前面側からブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順で前後方向に並んで配置され、直接タンデム方式のカラー画像形成手段を構成している。
【００１７】
各プロセスユニット２０は、感光体ドラム２１と、帯電器２２と、現像カートリッジ２４とを備えて構成されている。感光体ドラム２１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。
【００１８】
帯電器２２は、感光体ドラム２１の後側斜め上方において、感光体ドラム２１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム２１と対向配置されている。この帯電器２２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型帯電器であり、感光体ドラム２１の表面を一様に正極性に帯電させる。現像カートリッジ２４は、内部にトナー収容室２５が設けられ、その中に収容されたブラック，シアン，マゼンタ，またはイエローの正帯電性非磁性１成分トナー（記録材の一例）を正極性に摩擦帯電させた上で現像ローラ２６を介して感光体ドラム２１に供給する周知のものである。
【００１９】
更に、ベルトユニット１０は、無端ベルト１３を挟んで各感光体ドラム２１と対向する位置にそれぞれ設けられた４つの転写ローラ１４を備えている。無端ベルト１３は、駆動ローラ１１の図１における時計方向の回転によって、同方向に回転駆動される。無端ベルト１３の表面には、本画像形成装置１の下部に挿入される給紙トレイ（図示省略）から、被記録媒体の一例としての用紙Ｐが給紙ローラ等の各種ローラ（図示省略）によって供給され、その用紙Ｐは各感光体ドラム２１との対向部を通って画像形成装置１の後方へ搬送される。
【００２０】
また、各プロセスユニット２０の上方には、スキャナユニット３０が設けられている。スキャナユニット３０は、各色の画像データに対応するレーザ光Ｌｋ，Ｌｙ，Ｌｍ，Ｌｃを発生する半導体レーザやそのレーザ光Ｌを偏向するポリゴンミラー（いずれも図示省略）を備え、各感光体ドラム２１を走査露光する周知のものである。
【００２１】
このため、各感光体ドラム２１の表面は、その回転時、先ず帯電器２２により一様に正帯電される。その後、スキャナユニット３０からのレーザ光Ｌの高速走査により露光されて、用紙Ｐに形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。次いで、現像ローラ２６の回転により、現像ローラ２６上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム２１に対向して接触するときに、感光体ドラム２１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム２１の静電潜像は可視像化され、感光体ドラム２１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。
【００２２】
その後、各感光体ドラム２１の表面上に担持されたトナー像は、無端ベルト１３によって搬送される用紙Ｐが感光体ドラム２１と転写ローラ１４との間を通るときに、転写ローラ１４に定電流制御で印加される負極性の転写バイアスによって、用紙Ｐに順次転写される。こうしてトナー像が転写された用紙Ｐは、次いで、ベルトユニット１０の後方に配設された定着器４０に搬送される。すなわち、ベルトユニット１０とプロセスユニット２０とスキャナユニット３０とが、画像形成手段に相当する。
【００２３】
定着器４０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ４１と、加熱ローラ４１の下方において、加熱ローラ４１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ４２とを備えている。この定着器４０では、４色のトナー像を担持した用紙Ｐを、加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、トナー像を用紙Ｐに熱定着させる。そして、トナー像が熱定着された用紙Ｐは、図示省略した各種ローラにより、画像形成装置１の上面に設けられた排紙トレイ（図示省略）に排出される。
【００２４】
［ベルトユニットの構成］
次に、図２は、画像形成装置１の無端ベルト１３が従動ローラ１２に架設された部分の断面を模式的に表す説明図である。なお、後述の図３に示すように、従動ローラ１２の回転軸１２Ａは、付勢部材の一例としてのバネ１７によって駆動ローラ１１から離れる方向（前方）に付勢されており、その付勢力によって、無端ベルト１３の内周面が従動ローラ１２の外周面に密着する。
【００２５】
図２に示すように、無端ベルト１３の内周面には、左側に片寄った位置に、断面矩形の帯状のガイド１８が連続的に突出するように接着剤を用いて貼着されている。また、従動ローラ１２の外周面には、ガイド１８が嵌合することにより無端ベルト１３の左右方向（駆動ローラ１１，従動ローラ１２の軸方向）への寄りを規制する溝部１２Ｂが形成されている。なお、溝部１２Ｂは従動ローラ１２そのものの外周面に形成されていてもよいし、従動ローラ１２の端面に隣接して当該従動ローラ１２とは相対的に回転可能に支持されたガイド専用のローラに形成されていてもよい。また、従動ローラ１２の他に、駆動ローラ１１にも同様の溝部が形成されていてもよい。更に、無端ベルト１３の外周面の左端には、その無端ベルト１３を挟んでガイド１８と対向する箇所を包含する幅の補強テープ１９が接着剤を用いて貼着されている。なお、この補強テープ１９は、無端ベルト１３のガイド１８が貼着された部分が損傷するのを抑制して、ガイド１８と溝部１２Ｂとの嵌合を一層良好に維持する。
【００２６】
図３に示すように、従動ローラ１２の両端から突出した一対の回転軸１２Ａには、引張コイルバネからなる一対のバネ１７が接続され、前述のように、無端ベルト１３に張力を与える方向に従動ローラ１２を付勢している。なお、バネ１７は回転軸１２Ａに対して、その回転軸１２Ａの回転を許容しつつ前記付勢が行えるように、図示省略したホルダを介して接続されているが、そのようなホルダは周知であるため、ここでは詳述しない。
【００２７】
また、一対のバネ１７は同一規格のコイルバネで、それらが回転軸１２Ａに与える付勢力は等しいが、各付勢力の従動ローラ１２に対する作用点から、従動ローラ１２に架設された無端ベルト１３の左右方向中心位置（図３に一点鎖線で表示）までの距離は異なる。このため、前記中心位置に対して作用する力のモーメントが、右側のバネ１７から加わる力のモーメントと左側のバネ１７から加わる力のモーメントとで異なるが、本実施形態では、そのことによって、次のように無端ベルト１３の伸び量を左右で同一にしている。
【００２８】
［付勢力の作用点設定例（１）］
次に、前記各付勢力の作用点の設定例を説明する。先ず、常温で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮しない設定例について説明する。なお、本実施形態の画像形成装置１は、無端ベルト１３，ガイド１８，補強テープ１９の断面形状が、次の表１に示すように設計されている。
【００２９】
【表１】
すなわち、前記中心位置に対する左右それぞれの無端ベルト１３の断面積はいずれも１４．４ｍｍ2 で、ガイド１８の断面積は６ｍｍ2 で、補強テープ１９の断面積は０．２５ｍｍ2 である。また、次の表２には、無端ベルト１３，ガイド１８，補強テープ１９を構成する各種素材の常温におけるヤング率と、前記断面積を用いて計算した各部を０．１％伸ばすために必要な荷重（０．１％伸び荷重）を示した。なお、無端ベルト１３は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ポリイミド，ＰＣ（ポリカーボネート），ナイロン（２種類あり）のうちの任意の素材で作成することができるので、表２には、各素材で構成した場合の０．１％伸び荷重をそれぞれ記載した。また、ガイド１８も、ゴムまたはウレタンのうちの任意の素材で作成することができるので、表２には、各素材で構成した場合の０．１％伸び荷重をそれぞれ記載した。
【００３０】
【表２】
このため、無端ベルト１３をヤング率が１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 のナイロンで構成し、ガイド１８をゴムで構成した場合、無端ベルト１３のガイド１８が無い側（右半分）を０．１％伸ばすために必要な荷重（０．１％伸び荷重）は１．７３ｋｇとなる。これに対して、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重は１．９９ｋｇとなり、ガイド１８が無い側（右半分）の１１５％となる。
【００３１】
この計算の詳細を、次の表３に示したので参照されたい。なお、補強テープ１９は省略してもよいので、表３には、補強テープ１９を省略した場合における無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重も示したので参照されたい。
【００３２】
【表３】
そこで、本設定例では、無端ベルト１３の左端に加わる張力Ｔ−Ｌ（図３参照）が、無端ベルト１３の右端に加わる張力Ｔ−Ｒ（図３参照）の１１５％となるように、前記作用点を設定した。
【００３３】
すなわち、図３に示すように、左右一対のバネ１７から加わる付勢力をＦ−Ｌ，Ｆ−Ｒ（前述のように同じ値）、前記中心位置から従動ローラ１２の両端までの長さ（無端ベルト１３の端縁部が従動ローラ１２の端面よりも外側に飛び出ていない場合には、無端ベルト１３の両端までの長さ）をＬ１、前記中心位置から左側のバネ１７の作用点までの距離をＬ２、前記中心位置から右側のバネ１７の作用点までの距離をＬ３とする。すると、左側についてはＴ−Ｌ×Ｌ１＝Ｆ−Ｌ×Ｌ２なる式が、右側についてはＴ−Ｒ×Ｌ１＝Ｆ−Ｒ×Ｌ３なる式が、それぞれ成り立つ。そこで、Ｔ−Ｌ：Ｔ−Ｒ＝１１５：１００となるように、Ｌ２：Ｌ３＝１１５：１００に設定すればよいのである。なお、表３から分かるように、補強テープ１９を省略した場合は、Ｌ２：Ｌ３＝１０３：１００に設定すればよい。
【００３４】
このように、一対のバネ１７から加わる力のモーメントを異ならせることにより、常温で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を生じていない使用条件下における無端ベルト１３の伸び量が、左右で同一になる。このため、無端ベルト１３の伸び量を従動ローラ１２の軸方向全体に亘って均一にして、無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。更に、このように無端ベルト１３の寄りや蛇行が抑制できることにより、無端ベルト１３に波打等が発生するのを抑制してその寿命を延ばすこともできる。特に、ナイロンは柔らかいので、ナイロン製の無端ベルト１３にガイド１８を貼り付けると伸び量が不均一になりやすいが、本実施形態ではそのような事態を良好に回避することができる。
【００３５】
なお、無端ベルト１３のガイド１８が設けられた側（左側）に加わる張力Ｔ−Ｌを張力Ｔ−Ｒに比べて大きくするとよいことは、前述の特許文献等でも指摘されているが、本実施形態では、前述の計算に基づいたことにより、張力Ｔ−Ｌを大きくしすぎることがない。従って、張力Ｔ−Ｌが大きすぎてガイド１８の摩耗がひどくなったり溝部１２Ｂからガイド１８が外れたりするのも抑制することができる。
【００３６】
［付勢力の作用点設定例（２）］
次に、画像形成装置１に対して予め設定された使用環境温度の上限としての６０℃の環境で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮しない設定例について説明する。この場合、前述の各種素材のうち、熱可塑性の素材のヤング率は、常温におけるヤング率よりも小さくなる。例えば、常温で１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 であったナイロンのヤング率は、６０℃では常温におけるヤング率の０．７５倍となるため、１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 ×０．７５＝９０ｋｇｆ／ｍｍ2 となる。一方、ＰＥＴやゴム等の素材では、６０℃の環境でもヤング率はあまり変化しない。このように、各種ヤング率を６０℃におけるものに修正して前述の計算を行うと、無端ベルト１３のガイド１８が有る側（左半分）の０．１％伸び荷重は、ガイド１８が無い側（右半分）の約１２０％となる。従って、その場合、Ｌ２：Ｌ３＝１２０：１００とすることによって、画像形成装置１を６０℃の環境下で使用した場合にも前述の効果が得られる。
【００３７】
なお、この場合、画像形成装置１が６０℃未満の環境下で使用された場合は、無端ベルト１３の左側の伸び量が大きくなるが、その場合でも、前記特許文献に示されたように、無端ベルト１３に右側へ寄ろうとする力が作用し、その無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。
【００３８】
［付勢力の作用点設定例（３）］
次に、画像形成装置１に対して予め設定された使用環境温度の上限としての６０℃の環境で、かつ、無端ベルト１３のクリープ変形を考慮した設定例について説明する。表４及び図４は、無端ベルト１３を前記中心位置で分割し、６０℃の環境下で一定荷重（例えば、５ｋｇｆ）を加えた場合のクリープ変形（％）の大きさを示している。
【００３９】
【表４】
表４及び図４に示すように、クリープ変形は、ガイド１８の無い側の変形量がガイド１８の有る側の変形量よりも約１５％大きくなる。従って、この場合、Ｌ２：Ｌ３＝１１５：１００とすることによって、画像形成装置１を６０℃の環境下で使用し、無端ベルト１３にクリープ変形が生じた場合にも前述の効果が得られる。
【００４０】
なお、この場合、画像形成装置１が６０℃未満の環境下で使用された場合や、無端ベルト１３にクリープ変形が生じていない場合は、無端ベルト１３の左側の伸び量が大きくなる場合があるが、その場合でも、前記特許文献に示されたように、無端ベルト１３に右側へ寄ろうとする力が作用し、その無端ベルト１３の寄りや蛇行を抑制することができる。
【００４１】
［本発明の他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、前記実施形態では、一対のバネ１７の作用点を左右で異ならせているが、一対のバネ１７の規格を異ならせたり当初の変形量を異ならせることによって、各バネ１７から作用する付勢力そのものを左右で異ならせてもよい。但し、前記実施形態では、付勢部材（前述のバネ１７に限らず他のバネやゴム等であってもよい）として同一の部材を共通して使用することができ、装置の製造コストを一層良好に低減することができる。
【００４２】
また、本発明に係る無端ベルトとしては、前述のようないわゆる転写搬送ベルトに限らず、感光体ベルト，中間転写ベルト等の各種無端ベルトを採用することができる。図５は、本発明に係る無端ベルトとしての感光体ベルト１７３，中間転写ベルト１８３を備えた画像形成装置１００の内部構成を概略的に表す説明図である。図５に示すように、感光体ベルト１７３は、３つのローラ１７１，１７２，１７４の間に架設されてベルトユニット１７０を構成している。同様に、中間転写ベルト１８３は、３つのローラ１８１，１８２，１８４の間に架設されてベルトユニット１８０を構成している。また、感光体ベルト１７３は中間転写ベルト１８３と接触している。
【００４３】
感光体ベルト１７３の周囲には、中間転写ベルト１８３との接触部から当該感光体ベルト１７３の回転方向に沿って、トナーを除去するクリーニング器１９１，帯電器２２と同様の帯電器１２２，スキャナユニット１３０，各色毎の現像カートリッジ１２４ｃ，１２４ｍ，１２４ｙ，１２４ｋが順次設けられている。なお、各現像カートリッジ１２４は、現像カートリッジ２４と同様に、ブラック，シアン，マゼンタ，またはイエローのトナーを収容したトナー収容室１２５と現像ローラ１２６とを備えている。
【００４４】
また、現像カートリッジ１２４ｃ，１２４ｍ，１２４ｙ，１２４ｋは、感光体ベルト１７３に近接離間する方向（前後方向）に往復移動可能に配設されている。そして、各現像カートリッジ１２４は、該当する色の現像時に、感光体ベルト１７３に近接する現像位置（図５中の現像カートリッジ１２４ｃの位置）へ移動し、現像工程が終了すると感光体ベルト１７３から離間する退避位置（図５中の現像カートリッジ１２４ｍ〜１２４ｋの位置）へ移動するように構成されている。
【００４５】
このため、感光体ベルト１７３は、クリーニング器１９１によりトナーが除去された後に、帯電器１２２，スキャナユニット１３０によって何れか１色に対応した静電潜像が形成され、その色に応じたトナー像が現像カートリッジ１２４ｃ〜１２４ｋの何れかによって形成される。そのトナー像は、中間転写ベルト１８３との接触部で当該中間転写ベルト１８３に転写され、この工程が各色に応じて４回繰り返されることにより、中間転写ベルト１８３の表面には各色のトナー像が重ね合わせられてカラー画像が形成される。
【００４６】
中間転写ベルト１８３の周囲には、前記接触部から当該中間転写ベルト１８３の回転方向に沿って、転写ローラ１９３とクリーニング器１９２とが設けられている。用紙Ｐは、図示省略した各種ローラによって転写ローラ１９３と中間転写ベルト１８３との間に搬送されて前記カラー画像を転写された後、定着器４０と同様に加熱ローラ１４１，加圧ローラ１４２を備えた定着器１４０によってトナー像が熱定着される。そして、トナー像が熱定着された用紙Ｐは、図示省略した各種ローラにより、画像形成装置１００の上面に設けられた排紙トレイ（図示省略）に排出される。
【００４７】
このように構成された画像形成装置１００では、ベルトユニット１７０または１８０またはその両方に対して、前述のベルトユニット１０と同様に付勢力を調整することにより、感光体ベルト１７３または中間転写ベルト１８３またはその両方の伸び量を左右で均一にすることができる。従って、感光体ベルト１７３または中間転写ベルト１８３またはその両方の寄りや蛇行を抑制すると共に、その寿命を延ばすこともでき、ガイドの摩耗やガイドが溝部から外れるのも抑制することができる。
【００４８】
また更に、ベルトユニット１０において、ガイド１８と無端ベルト１３との間に補強テープ１９が設けられてもよい。また、中間転写ベルト１８３は、図１に示したような４つのプロセスユニット２０の感光体ドラム２１に接触して回転駆動されるタイプのものであってもよい。更に、本発明は、前述のような各種レーザプリンタに限らず、被記録媒体を無端ベルトによって搬送するインクジェット等、各種画像形成装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１００…画像形成装置 １０，１７０，１８０…ベルトユニット
１１…駆動ローラ １２…従動ローラ
１２Ａ…回転軸 １２Ｂ…溝部
１３…無端ベルト １４，１９３…転写ローラ
１７…バネ １８…ガイド
１９…補強テープ ２０…プロセスユニット
２４，１２４…現像カートリッジ ３０，１３０…スキャナユニット
１７１，１７２，１７４，１８１，１８２，１８４…ローラ １７３…感光体ベルト
１８３…中間転写ベルト Ｐ…用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備え、前記被記録媒体に前記記録材による画像を形成する画像形成手段を、
備え、
前記画像形成手段は、
前記無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出して設けられた帯状のガイドと、
前記各ローラに形成され、前記ガイドが嵌合することにより前記無端ベルトの前記軸方向への寄りを規制する溝部と、
少なくとも１つの前記ローラの軸方向両端にそれぞれ設けられ、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材と、
を備え、
前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一に設定されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の使用条件であ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】
前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の環境下で使用されて前記無端ベルトにクリープ変形が生じた使用条件であ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】
前記無端ベルトの周面の前記ガイド側に補強テープが貼着され、
該補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きく、該補強テープを含む前記無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一に設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記一対の付勢部材は、互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
平行な軸を有する複数のローラの間に架設されて回転駆動されることにより、被記録媒体または記録材を搬送する無端ベルトを備え、前記被記録媒体に前記記録材による画像を形成する画像形成手段を、
備え、
前記画像形成手段は、
前記無端ベルトの内周面に、前記各ローラの軸方向の一端側に片寄って連続的に突出して設けられた帯状のガイドと、
前記各ローラに形成され、前記ガイドが嵌合することにより前記無端ベルトの前記軸方向への寄りを規制する溝部と、
少なくとも１つの前記ローラの軸方向両端にそれぞれ設けられ、当該ローラを前記無端ベルトに張力を与える方向に付勢する一対の付勢部材と、
を備え、
前記ローラが前記無端ベルトに接触して回転する部分の前記軸方向中心位置に対して作用する力のモーメントが、前記軸方向一端側の付勢部材から加わる力のモーメントと前記軸方向他端側の付勢部材から加わる力のモーメントとで異なることにより、予め想定された使用条件下における前記無端ベルトの伸び量が、前記一端側と他端側とで同一に設定されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の使用条件であ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】
前記使用条件は、当該画像形成装置に対して予め設定された使用環境温度の上限の環境下で使用されて前記無端ベルトにクリープ変形が生じた使用条件であ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】
前記無端ベルトの周面の前記ガイド側に補強テープが貼着され、
該補強テープの前記使用条件下におけるヤング率は前記無端ベルトの前記使用条件下におけるヤング率よりも大きく、該補強テープを含む前記無端ベルトの一端側の伸び量と他端側の伸び量とが同一に設定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記一対の付勢部材は、互いに付勢力が等しく、前記ローラに対する付勢力の作用点から前記軸方向中心位置までの距離が異なることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【図２】
【図５】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５７８９３（Ｐ２０１３−５７８９３Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７３９９（Ｐ２０１１−１９７３９９）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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