走行ローラ並びにそれを用いたベルト駆動装置及び画像形成装置
【課題】無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラにおいて、ベルトの蛇行等の抑制や特定方向への意図的な移動を可能とする
【解決手段】ローラ本体１１の外周面に軸方向に所定間隔で突条１３ａ，１３ｂを形成する。そして、突条１３ａ，１３ｂの断面形状を、ローラ本体１１の軸方向中央部を境界１４として、境界１４から左側は頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れた形状とし、境界１４から右側は頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れた形状とする。
【解決手段】ローラ本体１１の外周面に軸方向に所定間隔で突条１３ａ，１３ｂを形成する。そして、突条１３ａ，１３ｂの断面形状を、ローラ本体１１の軸方向中央部を境界１４として、境界１４から左側は頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れた形状とし、境界１４から右側は頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れた形状とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラ並びにそれを用いたベルト駆動装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のローラ間に張架された無端状ベルトを回転させて物品等を搬送することは従来から様々な分野で行われている。例えば、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、複数色のトナー像を重ね合わせてフルカラー像を形成するための中間転写ベルト、定着装置においてトナー像を加熱するための定着ベルト、転写材である用紙を搬送するための用紙搬送ベルト等が用いられている。
【０００３】
ここで、ローラ間に張架される無端状ベルトは、ローラの設置状態における傾きや寸法などの条件によってローラの軸方向に移動する場合がある。無端状ベルトが軸方向に移動すると、無端状ベルトの蛇行、斜行、軸方向一方端側への片寄り、表面の皺や波打ちが生ずる。このような無端状ベルトの蛇行等が発生すると、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る。また無端状ベルトが傷付く場合もあり、ベルト寿命にも影響する。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、砥石を用いてローラの表面を研磨し、軸方向の所定位置を境として研磨方向が異なるようにしたローラが提案されている。これは、研磨によってローラ表面に鱗状の微細なささくれが回転方向に対して傾斜して形成され、回転時に軸方向に移動しようとする無端状ベルトに対して移動抵抗力が生じることを利用しようとしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2008-139638号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属製ローラの場合には、前記提案の加工によってもベルトの蛇行等を充分には抑制できない。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無端状ベルトの蛇行等を実使用上問題のないレベルまで抑制できる金属製のローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラであって、ローラ本体の外周面に軸方向に所定間隔で突条が形成され、前記突条の長手方向に対して垂直な断面形状が三角形状で、その頂点が対辺の垂直二等分線上から外れて位置していることを特徴としている。
【０００９】
ここで、無端状ベルトの蛇行等をより抑制する観点からは、前記突条の断面形状を、ローラ本体の軸方向所定位置を境界として、境界から軸方向一方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向一方側に外れた形状とし、境界から軸方向他方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向他方側に外れた形状とするのが好ましい。前記境界としてはローラ本体の軸方向中央部であるのが好ましい。
【００１０】
また、前記突条の断面形状をすべて、頂点が対辺の垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状としてもよい。
【００１１】
そしてまた、前記無端状ベルトの走行に従動して回転するものであってもよい。
【００１２】
また本発明によれば、前記記載の走行ローラを用いたことを特徴とするベルト駆動装置が提供される。
【００１３】
さらに本発明によれば、前記突条の断面形状をすべて、頂点が垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状とした走行ローラを用いると共に、前記走行ローラの軸方向他方側の端部近傍に蛇行規制手段を設けたベルト駆動装置が提供される。
【００１４】
ここで、前記蛇行規制手段としては、前記走行ローラの前記軸方向他方側の端部近傍に、前記走行ローラと同一軸上に設けられた円盤状部材と、前記無端状ベルトの、前記軸方向他方側の端部の内周面に設けられた周壁とで構成され、前記無端状ベルトが前記軸方向一方側へ移動するのを、前記円盤状部材と前記周壁とで規制する構成が好ましい。
【００１５】
そしてまた本発明によれば、前記記載のベルト駆動装置を備え、前記無端状ベルトを画像形成装置における中間転写ベルトとして用いることを特徴とする中間転写ユニットが提供される。
【００１６】
さらに本発明によれば、前記中間転写ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の走行ローラ及びベルト駆動装置によれば、金属製でありながら無端状ベルトの蛇行等の抑制及び特定方向への意図的な移動が可能となる。
【００１８】
また、本発明の中間転写ユニット及び画像形成装置によれば、長期間にわたって高画質のカラー画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る走行ローラ及びそれを用いたベルト駆動装置の一例を示す構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図及び部分拡大断面図。
【図３】従来の走行ローラの部分拡大断面図。
【図４】本発明の走行ローラにおいて無端状ベルトが移動する説明図。
【図５】図４の部分拡大断面図。
【図６】本発明に係る走行ローラの他の実施形態を示す部分拡大断面図。
【図７】本発明に係るベルト駆動装置の他の実施形態を示す断面図及び部分拡大断面図。
【図８】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明に係る走行ローラ（以下、単に「ローラ」と記すことがある）を用いたベルト駆動装置の一例を示す概説図を示す。この図に示すベルト駆動装置Ｓは、ローラ１とローラ２との間に無端状ベルト３が張架されたものであって、駆動モータＭによってローラ２が回転駆動し、ローラ１が従動回転する。
【００２２】
図２に、図１のＡ−Ａ線断面図及び部分拡大断面図を示す。ローラ１は、円柱状のローラ本体１１の両側端に軸部１２ａ，１２ｂが形成されてなる。そしてローラ本体１１の外周面には軸方向中央部を境界１４として、境界１４の左側に突条１３ａ、境界１４の右側に突条１３ｂがそれぞれ境界１４から端部方向に連続して設けられている。なお、ローラ本体１１と突条１３ａ，１３ｂとは一体に成形されている。
【００２３】
突条１３ａ，１３ｂの断面形状は、頂点１３１ａ，１３１ｂが対辺１３２ａ，１３２ｂの垂直二等分線１３３ａ，１３３ｂ上から外れて位置する形状となっている。具体的には、ローラ本体１１の軸方向中央部を境界１４として、境界１４から左側に形成された突条１３ａの断面形状は、頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れて位置し、境界１４から右側に形成された突条１３ｂの断面形状は、頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れて位置している。
【００２４】
ここで、ローラ１と無端状ベルト３との間で回転中に生じる力について説明する。図３に、通常の加工を施した従来の金属製ローラ１’における外周面の拡大断面図を示す。ローラ１’の表面には加工時の凹凸による突条９はあるが、その断面形状は、頂点９１が対辺角９２の垂直二等分線９３上に位置する形状である。無端状ベルト３が回転すると、ローラ１’と無端状ベルト３には微細な振動が発生する。一方、ローラ１’表面の頂点９１と無端状ベルト３との接触点に働く摩擦力は小さいので、無端状ベルト３はローラ軸方向に移動しやすくなる。特に金属製のローラでは樹脂製ローラよりも摩擦力が小さく無端状ベルト３は一層移動しやすくなる。
【００２５】
そこで、図４に示すように、突条９の断面形状を、頂点９１が対辺９２の垂直二等分線９３上から一方側に外れて位置する形状とし、この突条９を外周面に所定間隔で連続して形成したローラ１ａに、無端状ベルト３を張架して無端状ベルト３を回転させたところ、無端状ベルト３は、頂点９１が垂直二等分線９３から外れた方向（図の右方）に移動していくことが確認された。
【００２６】
このような無端状ベルト３がローラ軸方向一方側に移動する現象は、図５に示す拡大部分断面図から理解されるように、無端状ベルト３が突条９の頂点９１と接触することによって無端状ベルト３に微小ではあるが撓みが生じ、この撓みに起因して、無端状ベルト３の移動方向によって無端状ベルト３に対する突条５の抵抗力が異なるからと考えられる。すなわち、図５において無端状ベルト３は左方向には移動しにくく右方向には移動しやすい。
【００２７】
図２に戻って、この図に示すローラ１では、軸方向中央部の境界１４から左側に形成された突条１３ａは、頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れて位置し、境界１４から右側に形成された突条１３ｂは、頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れて位置している。これにより、無端状ベルト３は、境界１４より左側では右方向に移動しにくく、逆に境界１４より右側では左方向に移動しにくくなる。この結果、無端状ベルト３はローラの軸方向のどちら方向へも移動しにくい状態となり、蛇行等の不具合が抑制されるようになる。
【００２８】
なお、境界１４の位置はローラ１の軸方向中央部に限定されるものではなく、無端状ベルト３の材質や厚み、突条１３の高さ、形成ピッチなどを考慮し適宜決定すればよい。また、境界は１つのみならず複数設けても構わない。
【００２９】
図６に、本発明に係るローラの他の実施形態を示す部分垂直断面図を示す。この図に示すローラ１ｂが図２のローラと異なる点は、ローラ本体１１の外周面に形成された突条１３の形成間隔Ｌが、頂角１３１の対辺の長さｌよりも長い点にある。すなわち、突条１３と突条１３との間に平坦部１５が形成されている点が図２のローラと異なる。突条１３の形状、及び境界１４を境としてローラ軸方向左右で突条１３の形状が対称となっている点は前記実施形態と同様である。
【００３０】
本発明における突条１３の高さ及び形成間隔に特に限定はなく、無端状ベルト３の材質や厚み等を考慮し適宜決定すればよい。本発明者等の行った実験結果によれば、無端状ベルト３として厚さ０．１２ｍｍのＰＰＳ樹脂製のベルトを用いる場合には、突条１３の高さは１〜２μｍの範囲、形成間隔は０．２〜１ｍｍの範囲が好適であった。
【００３１】
また、ローラ本体１１の外周面に形成する突条１３の頂点の集まりとしての稜線は、ローラ軸方向に対して交差している必要があり、より好ましくは略垂直に交差しているのがよい。また稜線は円状又は楕円状であってもよいし、螺旋状であってもよい。さらに、稜線が螺旋状である場合には、連続した一つの条の他、複数の異なる条から構成してもよい。なお、突条１３の断面形状が同じであれば、突条１３の稜線がローラ軸方向に対して垂直である場合が、無端状ベルト３の軸方向移動に対する抵抗が最も高くなり、突条１３の稜線がローラ軸方向に近づくほど、無端状ベルト３の移動に対する抵抗は低くなる。また、突条１３の頂点の位置を、対辺の垂直二等分線から離すほど、無端状ベルト３の軸方向移動に対する抵抗が高くなる。
【００３２】
図７に、本発明に係るベルト駆動装置の他の実施形態を示す。この図に示すベルト駆動装置では、ローラ本体１１の外周面に所定間隔で形成された突条１３の断面形状が全て、頂点１３１が対辺１３２の垂直二等分線１３３上から一方側（この図では右側）に外れた形状であるローラ１ｂを用いる。そして、ローラ１ｃの左側端の外側にローラ１ｃと同軸に円盤状部材（蛇行規制手段）４を取り付ける。一方、ローラ１ｃに張架される無端状ベルト３の一方端（図の左側）の内周面には周壁（蛇行規制手段）３１を設ける。なお、無端状ベルト３と周壁３１とは一体成形してもよいし、別体として作製し取り付けてもよい。
【００３３】
このような構成のベルト駆動装置において、ローラ１ｃ及び無端状ベルト３が回転駆動すると、ローラ本体１１の外周面に形成された突条１３の頂点１３１が対辺１３２の垂直二等分線１３３上から右側に外れているので、無端状ベルト３は右方向に移動しやすくなる。無端状ベルト３が右側に移動し無端状ベルト３の周壁３１が円盤状部材４に接触すると、周壁３１は円盤状部材４を越えて移動することはできず、無端状ベルト３の右方向への移動がここで規制される。したがって、無端状ベルト３は円盤状部材４で規制されるまでは右側に移動可能である一方、左側への移動は突条１３による抵抗で困難であるため、無端状ベルト３は、周壁３１が円盤状部材４の近傍又は接触した状態で安定して回転する。
【００３４】
次に、本発明の中間転写ユニット及び画像形成装置について説明する。図８に、本発明の画像形成装置の一例としてタンデム型のカラー画像形成装置の概説図を示す。この図に示す画像形成装置１００は、原稿画像を読み取るイメージリーダー部２００と、読み取った画像を転写材にプリントして再現するプリンタ部３００と、プリント条件を入力したり装置の稼動状況を表示する操作表示部４００とから構成される。イメージリーダー部２００は、不図示の原稿ガラス板に載置された原稿の画像をスキャナを移動させながら読み取る公知のもので、読み取った画像データはイメージセンサにより色別に電気信号に変換されてプリンタ部３００に送られる。また、画像形成装置１００は、装置の動作を制御したり画像データを記憶する制御部６０を備え、各種センサの情報や使用者の指示に応じて設計された仕様で駆動制御される。
【００３５】
プリンタ部３００は電子写真方式で画像形成するもので、その略中央部に中間転写ユニット２０が設置されている。この中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ２３と従動ローラ２２、中間転写ベルト２１に張力を与えるためのテンションローラ２４とを主要構成要素としている。中間転写ベルト２１は、図において反時計回りに回転する。駆動ローラ２３は駆動モータ２５によって回転駆動する。従動ローラ２２には、中間転写ベルト２１を挟んでクリーニングブラシ２６が当接されている。クリーニングブラシ２６は、転写材４０に転写しなかった残留トナーを中間転写ベルト２１表面から除去する。
【００３６】
中間転写ベルト２１の下面水平部の下方には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応する４つの画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが並んで配置されている。各画像形成部では、感光体表面を均一に帯電させた後、電気信号に変換された画像データに応じて露光して静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像し可視像化する。そして、各色ごとに形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に１次転写して重ね合わせてフルカラーのトナー画像を形成する。なお、画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋには、それぞれの色別のトナー容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋからトナーが補給される。
【００３７】
プリントする転写材４０はトレイ４１に積層されており、最上の転写材４０から順に一枚ずつ搬送路に引き出され、中間転写ベルト２１の回転とタイミングを合わせて駆動ローラ２３と転写ローラ４２とのニップ部（２次転写領域）に送られる。そして、中間転写ベルト２１の表面に形成されたトナー画像が転写材４０に転写される。その後、転写材４０が定着装置５０を通過する間に、トナー画像は加熱・加圧されて転写材４０に溶融定着し排紙トレイに排出される。
【００３８】
このような画像形成装置１００において、中間転写ユニット２０の中間転写ベルト２１が軸方向に移動して蛇行すると、色別のトナー画像を重ね合わせる際に色ズレが生じたり、転写材４０への２次転写の際に位置ズレが生じ画質低下を招く。そこで、中間転写ユニット２０における駆動ローラ２３、従動ローラ２２、テンションローラ２４として、前記記載の本発明のローラを用いることによって、中間転写ベルトの安定した走行が得られ、高画質が維持される。
【００３９】
また、画像形成装置１００では、中間転写ベルト２１の他に、定着装置５０に定着ベルトを用いる場合や、転写材４０の搬送手段として搬送ベルトを用いる場合などがあり、これらのベルトを回転駆動させるローラとして前記記載の本発明のローラを用いれば、安定したベルト走行が得られ好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の走行ローラ及びベルト駆動装置によれば、金属製でありながら無端状ベルトの蛇行等の抑制及び特定方向への意図的な移動が可能となり有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ローラ
３ 無端状ベルト
４ 円盤状部材（蛇行規制手段）
Ｓ ベルト駆動装置
１１ ローラ本体
１３ 突条
１４ 境界
２０ 中間転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
３１ 周壁（蛇行規制手段）
１００ 画像形成装置
１３１ 頂点
１３２ 頂角の対辺
１３３ 対辺の垂直二等分線
【技術分野】
【０００１】
本発明は無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラ並びにそれを用いたベルト駆動装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のローラ間に張架された無端状ベルトを回転させて物品等を搬送することは従来から様々な分野で行われている。例えば、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、複数色のトナー像を重ね合わせてフルカラー像を形成するための中間転写ベルト、定着装置においてトナー像を加熱するための定着ベルト、転写材である用紙を搬送するための用紙搬送ベルト等が用いられている。
【０００３】
ここで、ローラ間に張架される無端状ベルトは、ローラの設置状態における傾きや寸法などの条件によってローラの軸方向に移動する場合がある。無端状ベルトが軸方向に移動すると、無端状ベルトの蛇行、斜行、軸方向一方端側への片寄り、表面の皺や波打ちが生ずる。このような無端状ベルトの蛇行等が発生すると、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る。また無端状ベルトが傷付く場合もあり、ベルト寿命にも影響する。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１では、砥石を用いてローラの表面を研磨し、軸方向の所定位置を境として研磨方向が異なるようにしたローラが提案されている。これは、研磨によってローラ表面に鱗状の微細なささくれが回転方向に対して傾斜して形成され、回転時に軸方向に移動しようとする無端状ベルトに対して移動抵抗力が生じることを利用しようとしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2008-139638号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金属製ローラの場合には、前記提案の加工によってもベルトの蛇行等を充分には抑制できない。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無端状ベルトの蛇行等を実使用上問題のないレベルまで抑制できる金属製のローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラであって、ローラ本体の外周面に軸方向に所定間隔で突条が形成され、前記突条の長手方向に対して垂直な断面形状が三角形状で、その頂点が対辺の垂直二等分線上から外れて位置していることを特徴としている。
【０００９】
ここで、無端状ベルトの蛇行等をより抑制する観点からは、前記突条の断面形状を、ローラ本体の軸方向所定位置を境界として、境界から軸方向一方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向一方側に外れた形状とし、境界から軸方向他方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向他方側に外れた形状とするのが好ましい。前記境界としてはローラ本体の軸方向中央部であるのが好ましい。
【００１０】
また、前記突条の断面形状をすべて、頂点が対辺の垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状としてもよい。
【００１１】
そしてまた、前記無端状ベルトの走行に従動して回転するものであってもよい。
【００１２】
また本発明によれば、前記記載の走行ローラを用いたことを特徴とするベルト駆動装置が提供される。
【００１３】
さらに本発明によれば、前記突条の断面形状をすべて、頂点が垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状とした走行ローラを用いると共に、前記走行ローラの軸方向他方側の端部近傍に蛇行規制手段を設けたベルト駆動装置が提供される。
【００１４】
ここで、前記蛇行規制手段としては、前記走行ローラの前記軸方向他方側の端部近傍に、前記走行ローラと同一軸上に設けられた円盤状部材と、前記無端状ベルトの、前記軸方向他方側の端部の内周面に設けられた周壁とで構成され、前記無端状ベルトが前記軸方向一方側へ移動するのを、前記円盤状部材と前記周壁とで規制する構成が好ましい。
【００１５】
そしてまた本発明によれば、前記記載のベルト駆動装置を備え、前記無端状ベルトを画像形成装置における中間転写ベルトとして用いることを特徴とする中間転写ユニットが提供される。
【００１６】
さらに本発明によれば、前記中間転写ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の走行ローラ及びベルト駆動装置によれば、金属製でありながら無端状ベルトの蛇行等の抑制及び特定方向への意図的な移動が可能となる。
【００１８】
また、本発明の中間転写ユニット及び画像形成装置によれば、長期間にわたって高画質のカラー画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る走行ローラ及びそれを用いたベルト駆動装置の一例を示す構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図及び部分拡大断面図。
【図３】従来の走行ローラの部分拡大断面図。
【図４】本発明の走行ローラにおいて無端状ベルトが移動する説明図。
【図５】図４の部分拡大断面図。
【図６】本発明に係る走行ローラの他の実施形態を示す部分拡大断面図。
【図７】本発明に係るベルト駆動装置の他の実施形態を示す断面図及び部分拡大断面図。
【図８】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００２１】
図１に、本発明に係る走行ローラ（以下、単に「ローラ」と記すことがある）を用いたベルト駆動装置の一例を示す概説図を示す。この図に示すベルト駆動装置Ｓは、ローラ１とローラ２との間に無端状ベルト３が張架されたものであって、駆動モータＭによってローラ２が回転駆動し、ローラ１が従動回転する。
【００２２】
図２に、図１のＡ−Ａ線断面図及び部分拡大断面図を示す。ローラ１は、円柱状のローラ本体１１の両側端に軸部１２ａ，１２ｂが形成されてなる。そしてローラ本体１１の外周面には軸方向中央部を境界１４として、境界１４の左側に突条１３ａ、境界１４の右側に突条１３ｂがそれぞれ境界１４から端部方向に連続して設けられている。なお、ローラ本体１１と突条１３ａ，１３ｂとは一体に成形されている。
【００２３】
突条１３ａ，１３ｂの断面形状は、頂点１３１ａ，１３１ｂが対辺１３２ａ，１３２ｂの垂直二等分線１３３ａ，１３３ｂ上から外れて位置する形状となっている。具体的には、ローラ本体１１の軸方向中央部を境界１４として、境界１４から左側に形成された突条１３ａの断面形状は、頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れて位置し、境界１４から右側に形成された突条１３ｂの断面形状は、頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れて位置している。
【００２４】
ここで、ローラ１と無端状ベルト３との間で回転中に生じる力について説明する。図３に、通常の加工を施した従来の金属製ローラ１’における外周面の拡大断面図を示す。ローラ１’の表面には加工時の凹凸による突条９はあるが、その断面形状は、頂点９１が対辺角９２の垂直二等分線９３上に位置する形状である。無端状ベルト３が回転すると、ローラ１’と無端状ベルト３には微細な振動が発生する。一方、ローラ１’表面の頂点９１と無端状ベルト３との接触点に働く摩擦力は小さいので、無端状ベルト３はローラ軸方向に移動しやすくなる。特に金属製のローラでは樹脂製ローラよりも摩擦力が小さく無端状ベルト３は一層移動しやすくなる。
【００２５】
そこで、図４に示すように、突条９の断面形状を、頂点９１が対辺９２の垂直二等分線９３上から一方側に外れて位置する形状とし、この突条９を外周面に所定間隔で連続して形成したローラ１ａに、無端状ベルト３を張架して無端状ベルト３を回転させたところ、無端状ベルト３は、頂点９１が垂直二等分線９３から外れた方向（図の右方）に移動していくことが確認された。
【００２６】
このような無端状ベルト３がローラ軸方向一方側に移動する現象は、図５に示す拡大部分断面図から理解されるように、無端状ベルト３が突条９の頂点９１と接触することによって無端状ベルト３に微小ではあるが撓みが生じ、この撓みに起因して、無端状ベルト３の移動方向によって無端状ベルト３に対する突条５の抵抗力が異なるからと考えられる。すなわち、図５において無端状ベルト３は左方向には移動しにくく右方向には移動しやすい。
【００２７】
図２に戻って、この図に示すローラ１では、軸方向中央部の境界１４から左側に形成された突条１３ａは、頂点１３１ａが対辺１３２ａの垂直二等分線１３３ａ上から左側に外れて位置し、境界１４から右側に形成された突条１３ｂは、頂点１３１ｂが対辺１３２ｂの垂直二等分線１３３ｂ上から右側に外れて位置している。これにより、無端状ベルト３は、境界１４より左側では右方向に移動しにくく、逆に境界１４より右側では左方向に移動しにくくなる。この結果、無端状ベルト３はローラの軸方向のどちら方向へも移動しにくい状態となり、蛇行等の不具合が抑制されるようになる。
【００２８】
なお、境界１４の位置はローラ１の軸方向中央部に限定されるものではなく、無端状ベルト３の材質や厚み、突条１３の高さ、形成ピッチなどを考慮し適宜決定すればよい。また、境界は１つのみならず複数設けても構わない。
【００２９】
図６に、本発明に係るローラの他の実施形態を示す部分垂直断面図を示す。この図に示すローラ１ｂが図２のローラと異なる点は、ローラ本体１１の外周面に形成された突条１３の形成間隔Ｌが、頂角１３１の対辺の長さｌよりも長い点にある。すなわち、突条１３と突条１３との間に平坦部１５が形成されている点が図２のローラと異なる。突条１３の形状、及び境界１４を境としてローラ軸方向左右で突条１３の形状が対称となっている点は前記実施形態と同様である。
【００３０】
本発明における突条１３の高さ及び形成間隔に特に限定はなく、無端状ベルト３の材質や厚み等を考慮し適宜決定すればよい。本発明者等の行った実験結果によれば、無端状ベルト３として厚さ０．１２ｍｍのＰＰＳ樹脂製のベルトを用いる場合には、突条１３の高さは１〜２μｍの範囲、形成間隔は０．２〜１ｍｍの範囲が好適であった。
【００３１】
また、ローラ本体１１の外周面に形成する突条１３の頂点の集まりとしての稜線は、ローラ軸方向に対して交差している必要があり、より好ましくは略垂直に交差しているのがよい。また稜線は円状又は楕円状であってもよいし、螺旋状であってもよい。さらに、稜線が螺旋状である場合には、連続した一つの条の他、複数の異なる条から構成してもよい。なお、突条１３の断面形状が同じであれば、突条１３の稜線がローラ軸方向に対して垂直である場合が、無端状ベルト３の軸方向移動に対する抵抗が最も高くなり、突条１３の稜線がローラ軸方向に近づくほど、無端状ベルト３の移動に対する抵抗は低くなる。また、突条１３の頂点の位置を、対辺の垂直二等分線から離すほど、無端状ベルト３の軸方向移動に対する抵抗が高くなる。
【００３２】
図７に、本発明に係るベルト駆動装置の他の実施形態を示す。この図に示すベルト駆動装置では、ローラ本体１１の外周面に所定間隔で形成された突条１３の断面形状が全て、頂点１３１が対辺１３２の垂直二等分線１３３上から一方側（この図では右側）に外れた形状であるローラ１ｂを用いる。そして、ローラ１ｃの左側端の外側にローラ１ｃと同軸に円盤状部材（蛇行規制手段）４を取り付ける。一方、ローラ１ｃに張架される無端状ベルト３の一方端（図の左側）の内周面には周壁（蛇行規制手段）３１を設ける。なお、無端状ベルト３と周壁３１とは一体成形してもよいし、別体として作製し取り付けてもよい。
【００３３】
このような構成のベルト駆動装置において、ローラ１ｃ及び無端状ベルト３が回転駆動すると、ローラ本体１１の外周面に形成された突条１３の頂点１３１が対辺１３２の垂直二等分線１３３上から右側に外れているので、無端状ベルト３は右方向に移動しやすくなる。無端状ベルト３が右側に移動し無端状ベルト３の周壁３１が円盤状部材４に接触すると、周壁３１は円盤状部材４を越えて移動することはできず、無端状ベルト３の右方向への移動がここで規制される。したがって、無端状ベルト３は円盤状部材４で規制されるまでは右側に移動可能である一方、左側への移動は突条１３による抵抗で困難であるため、無端状ベルト３は、周壁３１が円盤状部材４の近傍又は接触した状態で安定して回転する。
【００３４】
次に、本発明の中間転写ユニット及び画像形成装置について説明する。図８に、本発明の画像形成装置の一例としてタンデム型のカラー画像形成装置の概説図を示す。この図に示す画像形成装置１００は、原稿画像を読み取るイメージリーダー部２００と、読み取った画像を転写材にプリントして再現するプリンタ部３００と、プリント条件を入力したり装置の稼動状況を表示する操作表示部４００とから構成される。イメージリーダー部２００は、不図示の原稿ガラス板に載置された原稿の画像をスキャナを移動させながら読み取る公知のもので、読み取った画像データはイメージセンサにより色別に電気信号に変換されてプリンタ部３００に送られる。また、画像形成装置１００は、装置の動作を制御したり画像データを記憶する制御部６０を備え、各種センサの情報や使用者の指示に応じて設計された仕様で駆動制御される。
【００３５】
プリンタ部３００は電子写真方式で画像形成するもので、その略中央部に中間転写ユニット２０が設置されている。この中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ２３と従動ローラ２２、中間転写ベルト２１に張力を与えるためのテンションローラ２４とを主要構成要素としている。中間転写ベルト２１は、図において反時計回りに回転する。駆動ローラ２３は駆動モータ２５によって回転駆動する。従動ローラ２２には、中間転写ベルト２１を挟んでクリーニングブラシ２６が当接されている。クリーニングブラシ２６は、転写材４０に転写しなかった残留トナーを中間転写ベルト２１表面から除去する。
【００３６】
中間転写ベルト２１の下面水平部の下方には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色に対応する４つの画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが並んで配置されている。各画像形成部では、感光体表面を均一に帯電させた後、電気信号に変換された画像データに応じて露光して静電潜像を形成し、形成された静電潜像をトナーで現像し可視像化する。そして、各色ごとに形成されたトナー像を中間転写ベルト２１に１次転写して重ね合わせてフルカラーのトナー画像を形成する。なお、画像形成部３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋには、それぞれの色別のトナー容器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋからトナーが補給される。
【００３７】
プリントする転写材４０はトレイ４１に積層されており、最上の転写材４０から順に一枚ずつ搬送路に引き出され、中間転写ベルト２１の回転とタイミングを合わせて駆動ローラ２３と転写ローラ４２とのニップ部（２次転写領域）に送られる。そして、中間転写ベルト２１の表面に形成されたトナー画像が転写材４０に転写される。その後、転写材４０が定着装置５０を通過する間に、トナー画像は加熱・加圧されて転写材４０に溶融定着し排紙トレイに排出される。
【００３８】
このような画像形成装置１００において、中間転写ユニット２０の中間転写ベルト２１が軸方向に移動して蛇行すると、色別のトナー画像を重ね合わせる際に色ズレが生じたり、転写材４０への２次転写の際に位置ズレが生じ画質低下を招く。そこで、中間転写ユニット２０における駆動ローラ２３、従動ローラ２２、テンションローラ２４として、前記記載の本発明のローラを用いることによって、中間転写ベルトの安定した走行が得られ、高画質が維持される。
【００３９】
また、画像形成装置１００では、中間転写ベルト２１の他に、定着装置５０に定着ベルトを用いる場合や、転写材４０の搬送手段として搬送ベルトを用いる場合などがあり、これらのベルトを回転駆動させるローラとして前記記載の本発明のローラを用いれば、安定したベルト走行が得られ好適である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の走行ローラ及びベルト駆動装置によれば、金属製でありながら無端状ベルトの蛇行等の抑制及び特定方向への意図的な移動が可能となり有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ ローラ
３ 無端状ベルト
４ 円盤状部材（蛇行規制手段）
Ｓ ベルト駆動装置
１１ ローラ本体
１３ 突条
１４ 境界
２０ 中間転写ユニット
２１ 中間転写ベルト
３１ 周壁（蛇行規制手段）
１００ 画像形成装置
１３１ 頂点
１３２ 頂角の対辺
１３３ 対辺の垂直二等分線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラであって、
ローラ本体の外周面に軸方向に所定間隔で突条が形成され、
前記突条の長手方向に対して垂直な断面形状が、三角形状で、頂点が対辺の垂直二等分線上から外れて位置する形状であることを特徴とする走行ローラ。
【請求項２】
前記突条の断面形状が、ローラ本体の軸方向所定位置を境界として、境界から軸方向一方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向一方側に外れた形状であり、境界から軸方向他方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向他方側に外れた形状である請求項１記載の走行ローラ。
【請求項３】
前記境界が、ローラ本体の軸方向中央部である請求項２記載の走行ローラ。
【請求項４】
前記突条の断面形状がすべて、頂点が対辺の垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状である請求項１記載の走行ローラ。
【請求項５】
前記無端状ベルトの走行に従動して回転する請求項１〜４のいずれかに記載の走行ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の走行ローラを用いたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項４記載の走行ローラを用いると共に、前記走行ローラの軸方向他方側の端部近傍に蛇行規制手段を設けたベルト駆動装置。
【請求項８】
前記蛇行規制手段が、前記走行ローラの前記軸方向他方側の端部近傍に、前記走行ローラと同一軸上に設けられた円盤状部材と、前記無端状ベルトの、前記軸方向他方側の端部の内周面に設けられた周壁とで構成され、
前記無端状ベルトが前記軸方向一方側へ移動するのを、前記円盤状部材と前記周壁とで規制する請求項７記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載のベルト駆動装置を備え、前記無端状ベルトを画像形成装置における中間転写ベルトとして用いることを特徴とする中間転写ユニット。
【請求項１０】
請求項９記載の中間転写ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
無端状ベルトを張架させた状態で走行させる金属製の走行ローラであって、
ローラ本体の外周面に軸方向に所定間隔で突条が形成され、
前記突条の長手方向に対して垂直な断面形状が、三角形状で、頂点が対辺の垂直二等分線上から外れて位置する形状であることを特徴とする走行ローラ。
【請求項２】
前記突条の断面形状が、ローラ本体の軸方向所定位置を境界として、境界から軸方向一方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向一方側に外れた形状であり、境界から軸方向他方側は頂点が対辺の垂直二等分線上から前記軸方向他方側に外れた形状である請求項１記載の走行ローラ。
【請求項３】
前記境界が、ローラ本体の軸方向中央部である請求項２記載の走行ローラ。
【請求項４】
前記突条の断面形状がすべて、頂点が対辺の垂直二等分線上から軸方向一方側に外れた形状である請求項１記載の走行ローラ。
【請求項５】
前記無端状ベルトの走行に従動して回転する請求項１〜４のいずれかに記載の走行ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の走行ローラを用いたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項７】
請求項４記載の走行ローラを用いると共に、前記走行ローラの軸方向他方側の端部近傍に蛇行規制手段を設けたベルト駆動装置。
【請求項８】
前記蛇行規制手段が、前記走行ローラの前記軸方向他方側の端部近傍に、前記走行ローラと同一軸上に設けられた円盤状部材と、前記無端状ベルトの、前記軸方向他方側の端部の内周面に設けられた周壁とで構成され、
前記無端状ベルトが前記軸方向一方側へ移動するのを、前記円盤状部材と前記周壁とで規制する請求項７記載のベルト駆動装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載のベルト駆動装置を備え、前記無端状ベルトを画像形成装置における中間転写ベルトとして用いることを特徴とする中間転写ユニット。
【請求項１０】
請求項９記載の中間転写ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３２４７１（Ｐ２０１１−２３２４７１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０１５５５（Ｐ２０１０−１０１５５５）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【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２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【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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