JP4366162B2

JP4366162B2 - 画像形成装置

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Description

本発明は、プリンタ、複写機などの電子写真方式或いは静電記録方式を利用した画像形成装置に関し、より詳細には、像担持体上のトナー像を転写材に転写するためのベルト体を備える画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成プロセスに電子写真方式や静電気録方式を採用した種々の型式の画像形成装置がある。これら各種型式の画像形成装置の中には、プリンタ、複写機として広く使用されている、像担持体として感光ドラムを使用し、この感光ドラムの周辺に帯電手段、露光手段、現像手段などのプロセス手段を配し、更に転写機構、転写材搬送機構、定着機構などを配設した型式のものがある。

そして、このような画像形成装置において、像担持体上のトナー像を転写材に転写するためのベルト体、即ち、像担持体から転写されるトナー像を担持する中間転写体（中間転写ベルト）、或いは像担持体からのトナー像を転写する転写材を担持して搬送する転写材搬送手段（転写材搬送ベルト）を採用した画像形成装置がある。

ベルト体を備える画像形成装置では、ベルト機構に特有の駆動時のベルト体の寄り（片寄り）の発生を抑制する必要がある。ベルト体の寄りを補正するためには、従来、以下のような方法が採られていた。

（１）ベルト体は、通常、複数の張架部材として駆動ローラを含む複数のローラに張設されるが、ベルト体はローラ径の大きい方に寄ろうとする性質を持っている。そこで、この性質を利用して、ベルト体を張架するベルト張架装置において、ローラの直径を端部に比べ中央部を太くするとことにより、ベルト体の搬送方向に対して略直交方向（幅方向）の位置を制御（調心）する。

（２）又は、各ローラの精度、平行度及びベルト体の精度を厳しく管理することにより、ベルト体の寄り速度を小さくした上で、ベルト体にリブを設けて、更にこのリブを規制するリブ規制部材を設けて、リブをベルト体の搬送方向（周回移動方向）に対し略直交方向、即ち、幅方向に規制することによってベルト体の寄りを規制していた。

（３）更には、上記のように各ローラの精度等を厳しく管理し、又ベルト体に設けたリブでベルト体の寄りを規制した上で、ベルト張架装置を組み立てる際にベルト体の寄り傾向を測定し、それを打ち消すようにローラの平行度を調整する。

しかしながら、上記（１）のように、ローラの中央部を膨らませることでベルト体の調心を行う場合、ベルト体に十分な伸縮性がないと、ローラ径の細い部分にかかっている部分のベルト体が弛んでしまったり、調心そのものが正しく行われなかったりすることがある。又、ベルト体が非常に薄い場合、ベルト体自身が中央に寄ろうとする力に負けて、中央部において皺になるという問題が発生することがあった。

又、上記（２）のように、各ローラの精度等を厳しく管理し、ベルト体に設けたリブをベルト体の幅方向に規制することでベルト体の寄りを規制する方法においては、ベルト体の寄り傾向を完全に無くすことはできず、長時間使用する間に徐々にリブにストレスがたまり、ついにはリブ規制部材を乗り越え、ベルト体及び／又はリブの破損に至ることがあった。その上、斯かる方法では、高精度を要求されるため、部品のコストが高くなる。

更に、上記（３）のように、ベルト張架装置を組み立てた後、寄り傾向を測定し、打ち消すようにローラの平行度を調整した場合でも、ベルト張架装置を設置した状態がその組み立て時の設置状態と同一でない場合、装置全体が歪むことでベルト体の寄り傾向が発生する。これにより、リブがリブ規制部材に乗り上げ、ベルト体及び／又はリブの破損に至ることがある。仮に、使用する装置上で調整されたとしても長時間使用する間に、ローラの摩耗、表面の劣化による摩擦力変化、ベルト体の伸びなどにより、ベルト体の寄り傾向が再度発生し、リブがリブ規制部材を乗り上げ、破損に至ることがある。

一方、ベルト体の寄り制御について、ローラのアライメントを調整する機構がある（例えば特許文献１。）。特許文献１に記載される転写材搬送手段（ベルト体）は、ベルト保持機構を構成する複数のローラのうち１つ（補正ローラ）をステッピングモータなどとされるアクチュエータにより強制的に移動させ得るようにすると共に、ベルト体上の標識等を検知してベルト体の周回移動方向を横切る方向におけるベルト体の位置及び寄り方向を検知するベルト位置検知手段を設けて、該検知手段の出力に応じて補正ローラを揺動させて、ベルト体を常時強制的に移動させるものである。このように、当該従来技術は、ベルト体の寄りを自立的に補正するものではなく、検知手段で標識を認識し、強制的にアクチュエータでローラのアライメントを調整するための複雑な構成を必要とする。

従って、従来、簡易な構成で、種々の材質から成るベルト体の寄りを長期にわたり自立的に補正することが可能であり、ベルト体及び／又はリブの破損を防止することのできるベルト張架装置を備えた画像形成装置が必要とされている。
特開平６−９０９６号公報

本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものである。

つまり、本発明の目的は、簡易な構成にて、像担持体上のトナー像を転写材へ転写するためのベルト体の寄りを補正することが可能な画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ベルト体として伸縮性に乏しく、破れやすい材質のものを用いる場合であっても、ベルト体を破損することなくベルト体の調心を行うことのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、ベルト体を使用状態に応じて正しい位置に来るように自立的に調心することのできる画像形成装置を提供することである。

本発明の更に他の目的はベルト体を張架する張架部材の精度・平行度、ベルト体の精度を厳しく管理する必要なく、又設置時の装置の歪み、及び耐久使用によるベルト体の寄り傾向をリアルタイムに自動的に補正することができ、ベルト体に継続的なストレスをかけずにベルト体を所定の位置に保持することができ、例えば、ベルト体が規制部材に乗り上げることなどによるベルト体の破損を回避することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、回転可能な無端状のベルト体と、前記ベルト体を張架し回転可能な第１の張架ローラと、前記ベルト体を張架し回転可能な第２の張架ローラと、前記ベルト体が前記ベルト体の回転方向と直交する方向に寄った場合に前記第１の張架ローラの回転軸と前記第２の張架ローラの回転軸の成す角度を変更することで前記ベルト体の寄りを戻す寄り戻し手段と、を有し、前記ベルト体から転写材にトナー像を転写する又は前記ベルト体が担持する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、前記寄り戻し手段は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する方向に寄ると前記ベルト体が接触する位置に設けられ回転している前記ベルト体と接触することで前記ベルト体に従動して回転する接触部材と、前記第２の張架ローラと連結しており前記接触部材が回転することで前記第１の張架ローラに対して前記第２の張架ローラを移動させるレバーと、を有し、前記ベルト体が前記ベルト体の回転方向と直交する方向に寄った場合、前記寄り戻し手段は、前記レバーを移動させることで前記第１の張架ローラの回転軸と前記第２の張架ローラの回転軸の成す角度を変更して前記ベルト体を寄り方向と逆方向に移動させることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の一実施態様によると、前記ベルト体は凸形状のリブ部材を有し、前記接触部材は、前記リブ部材の側面に接触する第１の回転部材及び第２の回転部材を有し、前記第１の回転部材が接触する前記リブ部材の側面と前記第２の回転部材が接触する前記リブ部材の側面は対向しており、前記第１の回転部材は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する一方向に寄った場合に前記リブ部材の側面と接触することで前記ベルト体に従動して回転し、前記第２の回転部材は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する他方向に寄った場合に前記リブ部材の側面と接触することで前記ベルト体に従動して回転する。又、一実施態様では、前記第１の回転部材が、前記ベルト体と接触し前記ベルト体の回転に従動して回転する方向と、前記第２の回転部材が、前記ベルト体と接触し前記ベルト体の回転に従動して回転する方向が、逆方向である。

本発明の一実施態様によると、前記寄り戻し手段は、前記接触部材と係合し前記接触部材が回転することで回転するネジ部と、前記ネジ部の回転により移動するナットと、を有し、前記ナットと前記レバーは連結しており、前記ナットが移動することで前記レバーが移動する。

本発明の画像形成装置によれば、
（１）簡易な構成にて、像担持体上のトナー像を転写材へ転写するためのベルト体の寄りを補正することが可能である。
（２）ベルト体として伸縮性に乏しく、破れやすい材質のものを用いる場合であっても、ベルト体を破損することなくベルト体の調心を行うことができる。
（３）ベルト体を使用状態に応じて正しい位置に来るように、自立的に調心することができる。
（４）ベルト体を張架する張架部材の精度・平行度、ベルト体の精度を厳しく管理する必要なく、又設置時の装置の歪み、及び耐久使用によるベルト体の寄り傾向をリアルタイムに自動的に補正することができ、ベルト体に継続的なストレスをかけずにベルト体を所定の位置に保持することができ、例えば、ベルト体が規制部材に乗り上げることなどによるベルト体の破損を回避することができる。
といった作用効果を奏し得る。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置全体構成］
図１３は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成を示す。本実施例では、本発明は、電子写真方式のカラーレーザビームプリンタにて具現化される。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式を用いた画像形成装置に広く適用可能なものである。

本実施例の画像形成装置１００は、画像形成装置本体Ａに通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部機器から送られてきた信号に従って、電子写真方式により、転写材Ｐ、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート或いは布などにカラー画像を形成することができる。

画像形成装置本体Ａ内には、複数の像形成手段としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する複数の画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが、ここでは略鉛直方向に直線状に配置されており、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋに対向するように、中間転写ユニット１２０が配置されている。詳しくは後述するように、中間転写ユニット１２０は、中間転写体（画像担持体）としてのベルト体（中間転写ベルト）１を、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋと対向して周回移動可能に有している。そして、本実施例では、このベルト体１の移動に伴って、その上に各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋにて形成したトナー像を順次転写し、その後転写材Ｐに一括して転写することによって、転写材Ｐに所望の色数のトナー像が転写されたカラー画像を形成することができる。

各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、それぞれ形成するトナー像の色が異なることを除けば、同一の構成、作用を成すので、以下、特に区別を要しない場合は、各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋのいずれかに属する要素であることを示すために図中符号に与えたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字は省略して総括的に説明する。

画像形成ユニット１１０では、周知の電子写真画像形成プロセスによってトナー像を形成する。つまり、画像形成ユニット１１０には、像担持体として円筒型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１１が図中矢印方向に回転可能に設けられている。画像形成動作においては、先ず、回転する感光ドラム１１１の表面を、帯電手段たる帯電ローラ１１２によって一様に帯電させる。次いで、コンピュータから送られてきた信号に従って、露光手段としてのレーザスキャナ１１３のレーザが発光し、帯電した感光ドラム１１１上を走査露光することによって、感光ドラム１１１上に静電像が形成される。感光ドラム１１１上に形成された静電像には、現像手段たる現像装置１１４が現像剤としてトナーを供給し、トナー像として可視化する。こうして感光ドラム１１１上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｔ１において、ベルト体１を介して感光ドラム１１１と対向配置された１次転写手段たる１次転写ローラ１２１の作用によってベルト体１上に静電的に転写される。

上記のようなプロセスによって、ベルト体１の移動とタイミングをとって各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの感光ドラム１１１上に形成されたトナー像は、順次、ベルト体１上に重ね合わせて転写される。

一方、転写材供給ユニット１４０において転写材収容部１４０ａからピックアップローラ１４０ｂなどによって送り出された転写材Ｐが、レジストローラ１４０ｃにおいてタイミングをとって、２次転写手段たる２次転写ローラ１３０とベルト体１との当接部（２次転写部）Ｔ２へと搬送されてくる。こうして、ベルト体１上のトナー像は、２次転写部Ｔ２において、２次転写ローラ１３０の作用によって転写材Ｐに静電的に転写される。

次いで、転写材Ｐはベルト体１から分離されて定着ユニット１５０へと搬送され、ここで、転写材Ｐ上のトナー像は加圧、加熱され、転写材Ｐ上に強固に定着される。その後、転写材Ｐは、排出ユニット１６０の搬送ローラ１６０ａ、１６０ｂなどによって搬送され、排出トレイ１６０ｃ上に排出される。

本実施例の画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１１０の感光ドラム１１１、帯電ローラ１１２、現像装置１１４は枠体によって一体的にカートリッジ化されて画像形成装置本体Ａに対して着脱可能なプロセスカートリッジとされている。又、中間転写ユニット１２０も画像形成装置本体Ａに対して着脱自在とされている。

［ベルト張架装置］
次に、本実施例にて最も特徴的なベルト張架装置について説明する。図１は本実施例におけるベルト張架装置５０の外観を示す。

先ず、ベルト張架装置５０の全体構成について説明すると、ベルト張架装置５０は、ベルト体１と、これを張架するための複数の張架部材として、ベルト体１を駆動するための駆動ローラ２、従動回転するプラテンローラ（従動ローラ）３及びテンションローラ４の３つのローラに張架されている。

駆動ローラ２、プラテンローラ３、テンションローラ４は、それぞれ長手両端部を軸受け６（６ａ、６ｂ）、７（７ａ、７ｂ）、８（８ａ、８ｂ）によって回転可能に支持されている。そして、第１、第２の側板９ａ、９ｂが、３つのローラを支持する軸受け６、７、８を保持する。

図２は、ベルト張架装置５０の一方の側板（第１の側板）９ａを外して内部が見えるようにした状態を示す。又、図３は、ベルト張架装置５０のカットモデルであり、第１の側板９ａの内側から、第１の側板９ａに保持される部品を見た様子を示す（ベルト体１のうち、ベルト面は省略してある。）。

ベルト張架装置５０を画像形成装置本体Ａ内に収めた状態で、図１３の紙面手前側に、ベルト張架装置５０の第１の側板９ａがあり、プラテンローラ３が、画像形成装置本体Ａ内でベルト体１を介して２次転写ローラ１３０と当接して２次転写部Ｔ２を形成する。

駆動ローラ２は、画像形成装置本体Ａに設けられた動力源（図示せず）から駆動が伝達されて回転する。これにより、ベルト体１は、図中矢印Ｂｆにて示す方向に周回移動する。本実施例では、駆動ローラ２の可動側、即ち、第１の側板９ａ側の軸受け６ａは、第１の側板９ａに設けられた細長形状の軸受け保持穴９ａ１に、図中矢印ＦＦ／ＲＲ方向に滑動可能に保持され、一方、駆動ローラ２の第２の側板９ｂ側の軸受け６ｂは、第２の側板９ｂに設けられた軸受け保持穴９ｂ１に固定されている。これにより、駆動ローラ２は、第２の側板９ｂ側の軸受け６ｂを揺動中心として、図３中矢印Ｓ１に示す方向に揺動可能とされている。

プラテンローラ３を軸支する軸受け７ａ、７ｂは、それぞれ第１、第２の側板９ａ、９ｂに設けられた軸受け保持穴９ａ２、９ｂ２に固定されている。プラテンローラ３は、駆動ローラ２によってベルト体１を移動させることで従動回転する。

又、テンションローラ４は、図中矢印Ｔ方向、即ち、駆動ローラ２とプラテンローラ３との間に張架されたベルト体１で形成される平面から離間する方向に移動可能に保持されている。つまり、テンションローラ４を軸支する軸受け８ａ、８ｂは、第１、第２の側板９ａ、９ｂにそれぞれ設けられた細長形状の軸受け保持穴９ａ３、９ｂ３に滑動可能に保持されており、この軸受け８ａ、８ｂは、付勢手段として、弾性部材であるテンションローラ付勢バネ５によって付勢される。これによって、ベルト体１に張力を与えている。テンションローラ４は駆動ローラ２によってベルト体２を移動させることで従動回転する。又、テンションローラ４は、プラテンローラ３と略平行に維持される。

ベルト体１は、本実施例では、ポリイミドにて形成された周長６７５ｍｍ、幅２５８ｍｍ、厚さ６０μｍの無終端ベルトである。中間転写体の材料としては、これに限定されるものではないが、上記の他、ポリカーボネート、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ等により形成したベルト体１を好適に用い得る。ベルト体１は、その内側において、搬送方向（周回移動方向）Ｂｆに対し略直交方向（幅方向）の一方の縁部（第１の側板９ａ側）１ａ近傍に、リブ１６が取り付けられている。本実施例では、リブ１６は、ベルト面に略垂直方向に起立し、ベルト体１の全周に亘り延在する、ウレタンにて形成された幅４ｍｍ高さ１．５ｍｍの突起であり、ベルト体１の第１の側板９ａ側の縁部１ａから０．５ｍｍ内側に設けられている。

次に、図４、図５及び図７を参照して、ベルト張架装置５０が備える寄り戻し手段としての調心機構（調心ユニット）６０について説明する。前述のように、ベルト機構においては、駆動時にベルト体１の寄り（片寄り）が発生することがあり、ベルト体の破損などを防ぎ、又良好な画質を維持するために、この寄れを有効に補正する必要がある。そのため、本実施例におけるベルト張架装置５０は、以下説明するような、ベルト体１の調心ユニット６０を備えている。図４、５は調心ユニット６０を拡大して示す（ベルト体１のうち、ベルト面は省略してある。）。

本実施例では、上述のように、ベルト張架装置５０は、感光ドラム１１１上のトナー像を転写材Ｐへ転写するためのベルト体１と、ベルト体１を張架する第１の張架部材（プラテンローラ３又はテンションローラ４）と、ベルト体１を張架するとともに第１の張架部材に対する角度を変更することが可能な第２の張架部材（駆動ローラ２）と、を有する。そして、ベルト張架装置５０は、ベルト体１と接触することができ、ベルト体１との接触状態が変化するように構成された接触部材１３ａ、１３ｂを有し、この接触部材１３ａ、１３ｂとベルト体１との接触状態に応じて第２の張架部材（駆動ローラ２）の第１の張架部材（プラテンローラ３又はテンションローラ４）に対する角度が変化するようにされている。これにより、ベルト体１は、図中矢印Ｎ／Ｍ方向、即ち、ベルト体１の搬送方向Ｂｆに対し略直交方向に移動する。

本実施例では、接触部材１３ａ、１３ｂは、ベルト体１と接触することによってベルト体１の駆動力を受けることができるように構成し、このベルト体１から入力される駆動力によって、駆動ローラ２のプラテンローラ３又はテンションローラ４に対する角度が変化するようにする。

又、ベルト体１の搬送方向Ｂｆに対して略直交方向におけるベルト体１の位置によって、接触部材１３ａ、１３ｂにベルト体１の駆動力が入力される量が異なり、又、ベルト体１の搬送方向に対し略直交方向におけるベルト体１の位置によって、第１、第２の接触部材１３ａ、１３ｂに駆動力が入力される場合と駆動力が入力されない場合があるようにし、第１の接触部材１３ａと、第２の接触部材１３ｂに入力される駆動力によって、駆動ローラ２のプラテンローラ３又はテンションローラ４に対する角度が逆方向に変化するようにする。

本実施例では、調心ユニット６０は、ベルト体１の搬送方向Ｂｆに対し略直交方向の端部近傍、ここではベルト体１に設けられた駆動入力部たるリブ１６の対向する側面１６ａ、１６ｂにそれぞれ接触可能に設けられた接触手段としての、第１、第２の接触部材たる回転自在な第１、第２のコロ（回転部材）１３ａ、１３ｂと；第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂの回転力が伝達される回転自在な回転体としての、ネジ付きギア１１のギア部１１ａと；ギア部１１ａと同軸で一体となって回転する駆動手段としての、ネジ付きギア１１のネジ部（螺旋形状ボス）１１ｂと；ネジ部１１ｂに係合しネジ部１１ｂの回転により駆動される移動子たるナット１７と；ナット１７の動きを、プラテンローラ３又はテンションローラ４に対する平行度が変更可能に保持されている駆動ローラ２の可動部に伝える連結子たるレバー１８と；を有する。ネジ付きギア１１、ナット１７及びレバー１８は、第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂの作動によって駆動ローラ２にベルト体１の回転方向の移動力を伝達し、駆動ローラ２のプラテンローラ３又はテンションローラ４に対する角度を変える動力変換手段を構成する。

斯かる構成により、ベルト体１が搬送方向Ｂｆに対し略直交方向（図中矢印Ｍ又はＮ方向）に移動した際に、ベルト体１に設けられたリブ１６が第１又は第２のコロ１３ａ又は１３ｂに接触して、第１又は第２のコロ１３ａ又は１３ｂが回転する。そして、第１又は第２のコロ１３ａ又は１３ｂの回転力が同一の回転体たるネジ付きギア１１のギア部１１ａに伝達され、ギア部１１ａ及びネジ部１１ｂが回転することでナット１７がネジ部１１ｂの長手方向に沿って図中矢印Ｕ又はＤ方向に移動する。このナット１７の動きが、レバー１８に伝達され、駆動ローラ２の可動部、即ち、第１の側板９ａ側の軸受け６ａを図中矢印ＦＦ又はＲＲ方向に移動させる。

ここで、レバー１８が駆動ローラ２の可動部を移動させて、駆動ローラ２とプラテンローラ３又はテンションローラ４に対する平行度を変えた時に、駆動ローラ２の傾きの変化方向が、ベルト体１が搬送方向Ｂｆに対し略直交方向において移動した方向とは逆になるようにする。このことで、ベルト体がＭ又はＮ方向へ移動していた方向とは逆の方向へ戻されることとなるものである。

以下、図６〜図１１をも参照して、本実施例におけるベルト体１の調心機構６０についてより詳細に説明する。尚、以下の説明において、調心ユニット６０に関する方向について言及する場合、駆動ローラ２とテンションローラ４との間に張架されるベルト体１の表面側を「上」、裏面（リブ１６が設けられた面）側を「下」、更に第１の側板９ａ側を「左」、第２の側板９ｂ側を「右」とする。

調心ユニット６０は、第１の側板９ａに固定された調心ユニットシャーシ１０を有する。調心ユニットシャーシ１０は、駆動ローラ２とテンションローラ４との間に張架されたベルト体１の表面と略平行なシャーシ本体１０ａと、シャーシ本体１０ａに対し略直交方向に延在するシャーシ取り付け部１０ｂとを備え、シャーシ取り付け部１０ｂを第１の側板９ａに沿わせて固定することで、調心ユニットシャーシ１０を所定位置に配置する。この調心ユニットシャーシ１０にコロ１３ａ、１３ｂ、ネジ付きギア１１等が取り付けられる。

本実施例では、ネジ付きギア１１は、ネジ部１１ｂの長手方向（上下方向）には移動せず、且つ、回転自在となるように、調心ユニットシャーシ１０のシャーシ本体１０ａに取り付けられる。ネジ付きギア１１の取り付け部近傍の断面をより詳しく示す図１１を参照すると分かるように、ネジ付きギア１１は、ギア部１１ａとネジ部１１ｂとの連結部近傍において回転軸を成す摺動部１１ｃが、調心ユニット１０のシャーシ本体１０ａに設けられた軸受け部１０ｃにより回転可能に支持される。又、この軸受け部１０ｃの下側近傍に位置してネジ付きギアのネジ部１１ｂに設けられた溝部１１ｄに緊定部材１２を固定することで、ネジ部１１ｂを挿通して軸受け部１０ｃの下部に配置されたワッシャ１５ａにこの緊定部材１２が突き当たり、ネジ付きギア１１がネジ部１１ｂの長手方向に移動しないようになっている。

第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂは、本実施例では、その外周に弾性摩擦体が設けられた摩擦体リングである。ここでは、弾性摩擦体としてＥＰＤＭを使用したが、この他、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ウレタンフォーム等を好適に使用し得る。又、本実施例では、第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂのそれぞれの下側には、第１、第２の小ギア１４ａ、１４ｂが固定されている。第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂは、ベルト体１のリブ１６に対して所定のクリアランスを持ち、且つ、第１、第２の小ギア１４ａ、１４ｂがネジ付きギア１１のギア部１１ａと係合するように、調心ユニットシャーシ１０のシャーシ本体１０ａ上に回転自在に取り付けられる。

ナット１７は、ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂに螺合され、ネジ部１１ｂの回転方向に回転しないように保持される。本実施例では、レバー１８の駆動受け部１８ａに設けられた矩形形状の摺動穴１８ｂを、ナット１７の対向する略一様に平坦な側面１７ａに沿わせて通す。これによって、ナット１７の上端側のつば部１７ｂと、下端側の溝部１７ｃに取り付けられる緊定部材３６との間で、図中矢印Ｑ１、Ｑ２方向にガタをもって、駆動受け部１８ａでナット１７を回転不可能に保持する。

ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂを挿通して緊定部材１２の下部に配置されたワッシャ１５ｂと、ナット１７の上端つば部１７ｂとの間において、ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂの周囲には付勢手段として、弾性体である付勢バネ３５が設けられている。付勢バネ３５は、ナット１７が、図中矢印Ｕ／Ｄ方向に移動し、ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂから外れた状態になった場合に、ネジ部１１ｂが逆回転した時に再度ネジ部１１ｂに螺合するようにナット１７を中心位置方向へ付勢する。

レバー１８は、上述のようにその長手一端部に設けられた駆動受け部１８ａでナット１７を保持すると共に、ナット１７の図中矢印Ｕ／Ｄ方向の動きを受けて、これを駆動ローラ２の可動部、即ち、第１の側板９ａ側の軸受け６ａに伝達する。本実施例では、レバー１８は、軸穴１８ｄが第１の側板９ａに設けられた回動中心軸１９に嵌入され、該回動中心軸１９を中心として回動自在に第１の側板９ａに保持されている。そして、レバー１８の駆動受け部１８ａとは反対側の端部１８ｃは、駆動ローラ２の第１の側板９ａ側の軸受け６ａに固定されている。

又、本実施例では、調心ユニット６０には、リブ１６を、第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂに駆動力を入力可能な領域に保持するようにガイドするリブ案内手段３０が設けられている。リブ案内手段３０は、リブ１６が第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂ間から上下に外れないように、リブ１６をそれぞれ下側、上側から挟み込む、ガイド３１及びガイドレバー３２を有する。ガイドレバー３２は、揺動中心軸３２ｃを中心として図中矢印Ｓ３方向に揺動可能に第１の側板９ａに支持されている。ガイドレバー３２は、その長手方向一端部において、付勢手段として弾性部材であるバネ３２ｄによって付勢されている。そして、ガイドレバー３２は、長手方向もう一方の端部近傍に設けられた挟持部３２ａで、ガイド３１との間でリブ１６（及びベルト体１１）を挟持する。又、ガイドレバー３２は、挟持部３２ａ側の端部にストッパ３２ｂを有し、ガイドレバー３２によってベルト体１１を押し過ぎないようガイド３１とのクリアランスを保持するように、このストッパ３２ｂの先端が調心ユニットシャーシ１０のシャーシ本体１０ａに突き当てられる。

次に、調心ユニット６０の作用について更に説明する。

ベルト体１は、駆動ローラ２によって駆動されて図中矢印Ｂｆ方向に回転する。この際、駆動ローラ２、プラテンローラ３、テンションローラ４及びベルト体１の精度や平行度をいかに高精度に管理したとしても、ベルト体１は図中矢印Ｎ／Ｍのいずれかの方向に寄る傾向を持つ。

従来は、規制部材として設けられたフランジ（図示せず）によってリブ１６の動きが規制され、ベルト体１の搬送方向Ｂｆに対し略直交方向への動きが停止するようにされていた。しかし、この状態においては、リブ１６とフランジとの間には大きな摩擦力が働いているため、リブ１６が削れ、フランジとの摩擦力が大きくなり、フランジを乗り上げ、ベルト体１の位置を所定位置にとどめることができなくなり、リブ１６とベルト体１の破損に至ることがあった。

これに対して、本実施例のベルト張架装置５０では、上記構成の調心ユニット６０がベルト体１の自動調心作用を成すため、上記問題は発生しない。

ここで、本実施例のベルト張架装置５０において、仮にベルト体１が図中矢印Ｎ方向に寄った場合について説明する。この場合、リブ１６の第１の側面（左側側面）１６ａが第１のコロ１３ａに接触する。そして、第１のコロ１３ａとこれに一体的に連結された第１の小ギア１４ａは、図中矢印Ｒ１方向に回転する。その結果、第１の小ギア１４ａと係合しているネジ付きギア１１のギア部１１ａが同矢印Ｒ２方向に回転し、同時にネジ付きギア１１のネジ部１１ｂが同方向に回転する。これにより、ネジ部１１ｂに螺合された回転不可能なナット１７を、図中矢印Ｄ方向（下方）に移動させる。そのため、レバー１８は、ナット１７の移動により、つば部１７ｂに押されて駆動受け部１８ａがＤ方向に移動され、図中矢印Ｘ１方向に回動する。これにより、レバー１８は、駆動ローラ２の第１の側板９ａ側の軸受け６ａを、図中矢印Ｘ２方向（上方）に移動させる。

こうして、駆動ローラ２の第１の側板９ａ側の軸受け６ａをＸ２方向に移動させると、駆動ローラ２のプラテンローラ３又はテンションローラ４に対する角度が変化する。このように、駆動ローラ２のアライメントが傾くと、ベルト体１は、図中矢印Ｎ方向の寄り傾向が減退し、図中矢印Ｍ方向に寄り始めるため、リブ１６は第１のコロ１３ａから離れる。

この作用によって、当初ベルト体１が図中矢印Ｎ方向に寄った場合は、リブ１６と第１のコロ１３ａとの接触が無くなるまで寄り傾向を打ち消す方向に駆動ローラ２のアライメントが調整される。

同様に、ベルト体１が図中矢印Ｍ方向（上記とは逆方向）に寄り、第２のコロ１３ｂにリブ１６の第２の側面１６ｂが接触した場合は、第２のコロ１３ｂとこれに一体的に連結された第２の小ギア１４ｂが図中矢印Ｒ３方向に回転するため、ネジ付きギア１１のギア部１１ａとネジ部１１ｂは図中矢印Ｒ４方向に回転する。これにより、ナット１７が図中矢印Ｕ方向（上方）に移動され、レバー１８が図中矢印Ｘ３方向に回動し、駆動ローラ２の第１の側板９ａ側の軸受け６ａを、図中矢印Ｘ４方向（下方）に移動させる。これにより、駆動ローラ２のアライメントは、上記とは逆方向に傾く。

上述のような作用により、リブ１６は、第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂの間に常に位置するように制御され、ベルト体１もリブ１６がその範囲に存在する位置に保持される。

ここで、好ましくは、ベルト体１自体に外力（摩擦力）が加わるなどして、駆動ローラ２に外力が働いた時に、その外力によってネジ付きギア１１が回されないように調心ユニット６０を構成する。ここでは、下記のパラメータ群を以下説明するように設定する。

（ａ）ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂとナット１７の互いの摩擦係数をμｓｎ
（ｂ）ネジ付きギア１１とネジ付きギア１１のネジ部１１ｂの長手方向の移動を規制する軸受けとの摩擦係数をμｓｂ
（ｃ）ネジ部１１ｂの外径をφｓ
（ｄ）ネジ付きギア１１の軸受けと摺動する部分のネジ部１１ｂの中心からの距離をｒｓ
（ｅ）ネジ部１１ｂのピッチをＰｓ
（ｆ）ナット１７にかかる外力による推力をＦ

このとき、ネジ部１１ｂを回そうとするモーメントは、下記式（１）、
Ｆ・Ｐｓ／（φｓ・π）・φｓ／２・・・（１）
で表される。

一方、推力Ｆによる摩擦モーメントは、下記式（２）、
Ｆ・ｃｏｓθ²・μｓｎ・φｓ／２＋Ｆ・μｓｂ・ｒｓ・・・（２）
で表される。

よって、下記式（３）、
式（２）＞式（１）・・・（３）
となるようにすることで、駆動ローラ２に外力が働いた時に、その外力によってネジ付きギア１１が回されないようにすることができる。

ここで、
ｃｏｓθ²＝（φｓ・π）²／（（φｓ・π）²＋Ｐｓ²）
である。

より具体的には、上記式（３）を満たすように、ネジ付きギア１１のネジ部材質、ナット１７の材質、ネジ付きギア１１とネジ付きギア１１のネジ部１１ｂの長手方向の移動を規制する軸受けの材質、ネジ部１１ｂの外径φｓ、ネジ付きギア１１の軸受けと摺動する部分のネジ部１１ｂの中心からの距離ｒｓ、ネジ部１１ｂのピッチＰｓ、等を適宜設定すればよい。一具体例として、ここでは、ネジ付きギア１１のネジ部の材質として、ニッケルメッキを施した鉄、ナット１７の材質としてＰＯＭ、ネジ付きギア１１とネジ付きギア１１のネジ部１１ｂの長手方向の移動を規制する軸受けの材質としてＰＯＭ、ネジ部１１ｂの外径φｓ＝３ｍｍ、ネジ付きギア１１の軸受けと摺動する部分のネジ部１１ｂの中心からの距離ｒｓ＝２．５ｍｍ、ネジ部１１ｂのピッチＰｓ＝０．５ｍｍ等を選定することで、
μｓｎ：０．３
μｓｂ：０．３
φｓ：３ｍｍ
ｒｓ：２．５ｍｍ
Ｐｓ：０．５ｍｍ
に設定した。これにより、上記式（３）を満足する（Ｆは式３において両辺にかかっている係数であるため、式３はＦの値に関係なく成立する。）。

尚、本実施例では、ベルト張架装置５０は、３本のローラを使用したものであるとして説明したが、本発明においては少なくとも２本のローラがあればよく、ローラの本数に関係なくベルト体１の調心作用は作動する。

又、ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂのピッチは一定である必要はなく、ベルト体１の寄り速度の応答に合わせて、ネジ部１１ｂのピッチを、例えば、ネジ部１１ｂの長手方向中央部では粗く、両端部側、即ち、ギア部１１ａとの連結部側端部近傍及び先端近傍では細かくすることで、応答の伝達関数を調整し、調心が収束するまでにかかる時間を短縮することができる。この場合、ナット１７側のネジは、１巻き以下にする。

以上、本実施例の構成によれば、張架部材たるローラの精度・平行度、ベルト体１及び／又はリブ１６の精度を厳しく管理する必要なく、設置時の装置のゆがみ、及び、耐久使用による寄り傾向をリアルタイムに自動的に補正することにより、ベルト体１及び／又はリブ１６に継続的なストレスをかけず、所定の位置に保持することができ、ベルト体１及び／又はリブ１６が規制部材に乗り上げることによる破損も回避することができる。

以上、本実施例によれば、
（１）ベルト体１が伸縮性が無く、破れやすい材質であっても長時間所定の位置に保持した状態で回転させることができるため、ベルト体１の材質の選択範囲が広がり、用途に最適な材質を選択することができるようになる。特に、ベルト体１を中間転写体などとして用いる場合には、静電的特性、及び画像をゆがませずに保持する性質が必要であることから、伸縮性の小さな、薄いベルトが好適であるため極めて有効である。
（２）又、使用状態に応じてベルトが正しい位置に来るように自立的にベルト体１を調心する機構であるため、ベルト体１若しくはローラの寸法形状、又はローラの平行度に厳しい精度を必要としない。更には、ベルト張架装置５０の設置精度に関しても厳しい精度は不要になる。これにより安価で耐久性の高く、ベルト体１の位置精度の良いベルト張架装置５０を実現することができる。
（３）又、本実施例の構成によれば、ローラに外力が加わった場合でもローラの位置が変わることがないため、ベルト張架装置５０を輸送する前後においてローラの位置が変わることはなく、輸送後でもベルト体１が大きな寄り傾向を示すことなく安定した走行を実現できる。
（４）又、ベルト体１を中間転写体などとして用いるような場合、ベルト体１自体に外力（摩擦力）が加わるが、その外力はローラに対する外力となる。本実施例の構成では、第１の張架部材（プラテンローラ３又はテンションローラ４）に対する角度を変更可能な第２の張架部材（駆動ローラ２）に加わる外力が回転体たるネジ付きギア１１のギア部１１ａに伝わり、これが第１、第２の小ギア１４ａ、１４ｂを備える第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂに伝わる構成においても、ベルト体１の走行を阻害したり、リブ及び／又はベルト体１が第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂ等と強く摺擦することによって変音を発生したり、異常摩耗に至るような問題は発生しない。
（５）又、一般に、中間転写ユニット１２０を交換可能にするためには、ベルト張架装置５０を画像形成装置本体Ａから外す必要がある。本発明により、ベルト張架装置５０が、取り付け状態によらず自立的にベルト体１の調心を行うことから、ユニット着脱時の取り付け状態変化がベルト体１の寿命に影響を及ぼすことなく安定して使用できる。
といった効果を奏し得る。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例において、本発明が適用される画像形成装置、画像形成装置が備えるベルト張架装置の基本構成は、実施例１のものと同じであるので、実施例１のものと同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、詳しい説明は省略する。

図１２は、本実施例におけるベルト張架装置５１の調心ユニット６１の特徴を最もよく示す、ベルト張架装置５０の第１の側板９ａを内側から見た側面図である。

実施例１においては、レバー１８の駆動受け部１８ａとナット１７とが、ガタ（図中矢印Ｑ１、Ｑ２方向）を持って係合していた。つまり、実施例１では、接触部材たる第１、第２のコロ１３ａ、１３ｂの回転力が伝達されて回転する駆動手段（ネジ付きギア１１のネジ部１１ｂ）で駆動されて移動する移動子（ナット１７）と、レバー１８の駆動受け部１８ａとが別部材とされていた。

これに対して、本実施例では、これら駆動手段と移動手段とを一体化する。更に説明すると、本実施例では、回転体としてのネジ付きギア１１のギア部１１ａと一体に回転するウォーム（螺旋形状ボス）１１ｄと、連結子たるレバー１８の先端に設けられた部分的なウォームホイール１８ｆとによるウォームギアにより、レバー１８を駆動する。このように、本実施例では、移動子たるウォームホイール１８ｆと、レバー１８の駆動受け部とが一体化されている。

以上、本実施例の構成によれば、実施例１と同様の効果を奏し得ると共に、部品点数が少なくなり、ガタが少なくなるので、調心作用の応答性が向上する。

実施例３
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。

上記各実施例では、ベルト体１は中間転写体（中間転写ベルト）であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

当業者には周知の通り、従来、一つ以上の像担持体上に形成したトナー像を、その像担持体と対向して周回移動可能な転写材担持体上に担持されて搬送される転写材に転写し、その後トナー像が転写された転写材を転写材担持体から分離して、トナー像を転写材上に定着させて記録画像を得る方式の画像形成装置がある。

図１４は、斯かる方式の画像形成装置の一例の概略断面構成を示す。図示の例では、画像形成装置１０１は、複数の像形成手段としてそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋを有する。各画像形成ユニットにおいて像担持体たる感光ドラム１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ上にトナー像を形成するプロセスは、実施例１にて説明したものと同様であるため、実施例１の画像形成装置１００と同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し詳しい説明は省略する。

各画像形成ユニット１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋにおける感光ドラム１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ上へのトナー像の形成と同期するように、図示しない転写材供給ユニットから転写材Ｐが送り出され、転写材担持体たるベルト体１上に供給される。そして、各感光ドラム１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋ上に形成された各色のトナー像が、ベルト体１を介して各感光ドラム１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋに対向配置された転写手段１１５Ｙ、１１５Ｍ、１１５Ｃ、１１５Ｋの作用によって、ベルト体１上を搬送される転写材Ｐ上に順次転写される。この転写工程が終了すると、転写材Ｐは、ベルト体１から分離されて図示しない定着手段たる定着装置に搬送され、ここで未定着トナー像の定着処理を受けた後、機外に排出される。

本発明は、このような転写材担持体として用いられるベルト体１を備える画像形成装置にも好適に適用し得るものである。即ち、図１４の画像形成装置１０１において、転写材搬送ユニット１７０（画像形成装置本体Ａに対し着脱可能であっても固定であってもよい。）が、上記各実施例にて説明した調心ユニット６０を備えたベルト張架装置５０を有する構成とすることで、上記各実施例と同様の作用効果を奏し得る。

本発明に従うベルト張架装置の一実施例の概略斜視図である。図１のベルト張架装置の側板を外し内部が見えるようにした状態の概略斜視図である。図１のベルト張架装置の部分断面斜視図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の拡大図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の拡大図である。図１のベルト張架装置の側板を外部から見た様子を示す側面図である。図１のベルト張架装置の側板を内側から見た様子を示す側面図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の拡大図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の拡大図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の拡大図である。図１のベルト張架装置が備える調心機構の断面図である。本発明に従うベルト張架装置の他の実施例における調心機構を示す側面図である。本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面構成図である。本発明に係る画像形成装置の他の実施例の概略断面構成図である。

符号の説明

１ベルト体（中間転写体、転写材担持体）
２駆動ローラ（第２の張架部材）
３プラテンローラ（第１の張架部材）
４テンションローラ（第１の張架部材）
１０調心ユニットシャーシ
１０ｃネジ付きギアの軸受け部
１１ネジ付きギア
１１ａギア部（回転体）
１１ｂネジ部（駆動部）
１３ａ、１３ｂ第１、第２のコロ（接触部材）
１４ａ、１４ｂ第１、第２の小ギア（駆動伝達部）
１６リブ（駆動入力部）
１７ナット（移動子）
１８レバー（連結子）
３０リブ案内手段

Claims

回転可能な無端状のベルト体と、前記ベルト体を張架し回転可能な第１の張架ローラと、前記ベルト体を張架し回転可能な第２の張架ローラと、前記ベルト体が前記ベルト体の回転方向と直交する方向に寄った場合に前記第１の張架ローラの回転軸と前記第２の張架ローラの回転軸の成す角度を変更することで前記ベルト体の寄りを戻す寄り戻し手段と、を有し、前記ベルト体から転写材にトナー像を転写する又は前記ベルト体が担持する転写材にトナー像を転写する画像形成装置において、
前記寄り戻し手段は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する方向に寄ると前記ベルト体が接触する位置に設けられ回転している前記ベルト体と接触することで前記ベルト体に従動して回転する接触部材と、前記第２の張架ローラと連結しており前記接触部材が回転することで前記第１の張架ローラに対して前記第２の張架ローラを移動させるレバーと、を有し、前記ベルト体が前記ベルト体の回転方向と直交する方向に寄った場合、前記寄り戻し手段は、前記レバーを移動させることで前記第１の張架ローラの回転軸と前記第２の張架ローラの回転軸の成す角度を変更して前記ベルト体を寄り方向と逆方向に移動させることを特徴とする画像形成装置。
前記ベルト体は凸形状のリブ部材を有し、前記接触部材は、前記リブ部材の側面に接触する第１の回転部材及び第２の回転部材を有し、前記第１の回転部材が接触する前記リブ部材の側面と前記第２の回転部材が接触する前記リブ部材の側面は対向しており、前記第１の回転部材は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する一方向に寄った場合に前記リブ部材の側面と接触することで前記ベルト体に従動して回転し、前記第２の回転部材は、前記ベルト体が前記回転方向と直交する他方向に寄った場合に前記リブ部材の側面と接触することで前記ベルト体に従動して回転することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の回転部材が、前記ベルト体と接触し前記ベルト体の回転に従動して回転する方向と、前記第２の回転部材が、前記ベルト体と接触し前記ベルト体の回転に従動して回転する方向が、逆方向であることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記寄り戻し手段は、前記接触部材と係合し前記接触部材が回転することで回転するネジ部と、前記ネジ部の回転により移動するナットと、を有し、前記ナットと前記レバーは連結しており、前記ナットが移動することで前記レバーが移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。