JP6164884B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、中間転写ベルトまたは搬送ベルトを備えた画像形成装置に関する。

カラー画像を出力する電子写真画像形成装置には、無端状の平ベルトを用いてトナー像や被記録紙であるシートを搬送する機構として、ベルト搬送装置やシート搬送装置と呼ばれる機構が設けられる。ベルト搬送装置では、中間転写ベルトと呼ばれるベルトが用いられる。ベルト搬送装置を備えた画像形成装置は、複数の感光体ドラムにそれぞれ担持された色の異なるトナー画像を、シート上に直接転写するのではなく、各感光体ドラムから一旦中間転写ベルトの表面に転写し、その転写画像をシートに一括転写する。シート搬送装置では、搬送ベルトと呼ばれるベルトが用いられる。シート搬送装置を備えた画像形成装置は、各感光体ドラム上のトナー画像をシートに直接転写させる構成となっており、搬送ベルトは、トナー像をシートに転写し、かつ該シートを搬送するために用いられる。
上記ベルト搬送装置やシート搬送装置では、光学センサなどを用いてベルトの表面状態を検知することで、転写材へ転写される画像の色ズレ、濃度、色度などの補正が行われる。特許文献１には、ベルト表面に対向配置した光学センサによって、ベルトに転写したトナー像マークなどを検出する際に、検出箇所のベルト裏側に裏当て部材を設け、ベルトの変形を矯正することで、精度の良い光学センサ検出を実現する構成が記載されている。

特開２００７−１４８１９７号公報

しかしながら、上記裏当て部材は、回転移動するベルトに対して摺擦する摺擦部材であるため、ベルトとの当接部で摩擦力が発生する。ベルトと摺擦部材との当接圧と摩擦力の関係によっては、摺擦部材が振動して異音が発生してしまうことが懸念される。

本発明の目的は、ベルトと摺擦部材が摺擦する構成において、摺擦部材の振動による異音の発生を抑制することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
記録材に転写されるトナー像またはトナー像が転写される記録材を搬送するために移動可能なベルトと、
前記ベルトの外周面に対向する検知手段と、
前記ベルトの内周面に押し当てられ、移動する前記ベルトに対して摺擦する摺擦部材と、
前記摺擦部材を支持する支持部材と、
を備える画像形成装置において、
前記支持部材は、前記摺擦部材の前記ベルトとの当接面とは反対側の面を支える第１支持部と、前記第１支持部の前記摺擦部材を支持する側とは反対側から前記外周面に平行に延びる第２支持部と、を備え、
前記外周面に平行な仮想面に対する投影形状の面積が、前記外周面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想面に対する投影形状の面積より小さいことを特徴とする。

本発明によれば、ベルトと摺擦部材が摺擦する構成において、摺擦部材の振動による異音の発生を抑制することができる。

本発明の実施例に係る画像形成装置の概略図 本発明の実施例に係る画像形成装置の断面図 感光体ドラムカートリッジ、中間転写ベルトユニットの主断面図 感光体ドラムカートリッジ、中間転写ベルトユニットの横断面図 摺擦部材に働く力の概念図 従来の摺擦部材の断面形状 従来の摺擦部材のＡ矢視図 従来の摺擦部材のＢ矢視図 摺擦部材の断面形状と断面二次モーメントとの関係 本発明の実施例１に係る摺擦部材の断面形状 本発明の実施例１に係る摺擦部材のＡ矢視図 本発明の実施例１に係る摺擦部材のＢ矢視図 従来の支持部材の断面形状 従来の支持部材のＡ矢視図 従来の支持部材のＢ矢視図 支持部材の断面形状と断面二次モーメントとの関係 本発明の実施例２に係る支持部材の断面形状 本発明の実施例２に係る支持部材のＡ矢視図 本発明の実施例２に係る支持部材のＢ矢視図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
図１は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の概略図、図２は、本実施例に係る電子写真方式の画像形成装置の模式的断面図である。本実施例では、電子写真画像形成装置として、ロータリー（現像器回転）方式の４サイクルフルカラーレーザープリンターを例に説明する。

〔カラー画像形成装置の画像形成動作概略〕
中間転写ベルト５ａは、張架部材としての、駆動ローラ４０、第１の従動ローラ（テン
ションローラ）４１、第２の従動ローラ（アイドラローラ）４２に張架され、駆動ローラ４０が回転することで、図２中の矢印方向（時計回り）に回転移動可能に構成されている。感光体ドラム１は、中間転写ベルト５ａの回転と同期して感光体ドラム１を図２中の矢印方向とは反対方向（反時計回り）に回転する。

感光体ドラム１の表面は、帯電装置２によって均一に帯電されるとともに、露光手段３によってイエロー画像の露光が行われ、感光体ドラム１上にイエローの静電潜像が形成される。この静電潜像形成と同時にロータリー現像装置４を駆動してイエローの現像器４Ｙを現像位置に配置し、感光体ドラム１上の帯電極性と同極性でほぼ同電位の電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーが付着し、イエロートナー像が現像される。その後、中間転写ベルトユニット内の１次転写ローラ５ｊにトナーと逆極性の電圧を印加して感光体ドラム１上のイエロートナー像を中間転写ベルト５ａ上に１次転写する。

イエロートナー像の１次転写が終了すると、ロータリー現像装置４が回転して、他の色の現像器（４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ）が感光体ドラム１に対向する現像位置に位置決めされ、イエローの場合と同様に、静電潜像の形成、トナー像の現像、一次転写が行われる。こうして、マゼンタ、シアン、ブラックの各色についても、静電潜像の形成、現像、１次転写を順次行い、中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像を重ね合わせる。この間、２次転写ローラ１１は、中間転写ベルト５ａとは非接触の状態にある。このとき、クリーニングユニットとしての帯電ブラシ２２、帯電ローラ２３も中間転写ベルト５ａとは非接触状態に位置する。

中間転写ベルト５ａ上に４色のトナー像形成完了後、２次転写ローラ１１が中間転写ベルト５ａに当接される（図２の状態）。そして、中間転写ベルト５ａの回転と同期して、積載手段１９からピックアップローラ１８により転写媒体（記録材）としての記録紙が１枚毎分離給紙される。再給紙手段である搬送ローラ対７ｄによって、所定の位置で待機していた記録紙が中間転写ベルト５ａと２次転写ローラ１１のニップ部に送り込まれる。

ここで搬送ローラ対７ｄの直前には、記録紙の先端を検知して搬送ローラ対７ｄの回転駆動力を一時遮断し、記録紙を所定の位置で待機させるレジセンサ（不図示）が設けられている。さらに、２次転写ローラ１１にはトナーと逆極性の電圧が印加されており、搬送されてきた記録紙の表面に中間転写ベルト５ａ上のトナー像が一括して２次転写される。複数色のトナー像が２次転写された記録紙は、定着器８でトナー像の定着が行われ、その後、排紙ローラ対９によってカラー画像形成装置Ａ上部の排紙トレイ１０に排紙される。以上により、画像形成が完了する。

一方、１次転写後にクリーニング用帯電ブラシ２２と帯電ローラ２３が中間転写ベルト５ａに当接され、中間転写ベルト５ａに残った残留トナーに転写時と逆の電荷を与える。逆の電荷を付与された残留トナーは、感光体ドラム１に静電的に付着され、その後、感光体ドラム１用のクリーニングブレード６により回収される。ここで、駆動ローラ４０は、幅方向で２次転写ローラ１１よりも幅が広く、クリーニング用帯電ブラシ２２と帯電ローラ２３よりも幅が広い。駆動ローラ４０は、電気抵抗の低いゴムで表面をコーティングされており、２次転写ローラ１１、クリーニング用帯電ブラシ２２、帯電ローラ２３の対向電極として機能する。

〔中間転写ベルトユニット及び感光体ドラムユニット〕
図３は、中間転写ベルトユニット２１と感光体ドラムユニット２０の模式的主断面図、図４は、図３の中間転写ベルトユニット２１と感光体ドラムユニット２０を上方より見た模式的横断面図である。

感光体ドラムユニット２０は、中間転写ベルトユニット２１の中間転写ベルト５ａの上方に配置されており、装置前面（正面）側に廃トナーボックス１６が配置されている。感光体ドラムユニット２０では、感光体ドラム１が両端を右側軸受２０２と左側軸受２０６により回転自在に保持され、右側端部のカップリング４９を介して装置本体から所定の回転駆動力が伝達されるようになっている。また、帯電ローラ２は、両端の軸受２５を介して圧縮バネ２６により所定の力で感光体ドラム１に圧接され、感光体ドラム１に対して従動回転するようになっている。

中間転写ベルトユニット２１は、中間転写ベルト５ａが、駆動ローラ４０、テンションローラ４１、アイドラローラ４２に張架されている。中間転写ベルトユニット２１の駆動ローラ４０には中間転写ベルト５ａ上の残留トナーに転写時と逆極性の電荷付与するためのクリーニング帯電ブラシ２２と帯電ローラ２３が設けられている。駆動ローラ４０は、両端を右側軸受２０１と左側軸受２０５により回転自在に保持され、右側軸受部の駆動ギア４８を介して装置本体から所定の回転駆動が伝達される。テンションローラ４１両端の軸受には圧縮バネ４４が設けられ、中間転写ベルト５ａに所定の張力を与えるようになっている。中間転写ベルト５ａを挟んで、感光体ドラム１と対向する位置には、１次転写ローラ５ｊが設けられ、両端の軸受４６を介して圧縮バネ４７により所定の力で中間転写ベルト５ａに対して圧接され、感光体ドラム１に対して従動回転するようになっている。軸受の少なくとも片方は導電性の部材で構成され、１次転写ローラ５ｊに所定のバイアスを印加することにより、感光体ドラム１上表面上のトナーが中間転写体ベルト５ａ上に１次転写される。

〔フルカラー画像の各色トナー画像の位置合わせ及び濃度調整〕
中間転写ベルト５ａには、中間転写ベルト５ａの搬送方向の位置を検出し、中間転写ベルト５ａ上に重ね合わせる各色トナー画像の位置合わせ及び濃度調整を行うために、検出手段が設けられている。

中間転写ベルト５ａの幅方向における画像形成領域外に光反射体のマーカー７１が貼付されている。これに対向するように所定の位置に反射型の光センサ（フォトセンサ）７０が配置されている。ここで、中間転写ベルト５ａの幅方向とは、中間転写ベルト５ａの移動方向と直交する方向のことである。中間転写ベルト５ａの幅方向における画像形成領域（幅方向画像形成領域）とは、中間転写ベルト５ａにおける感光体ドラム１からトナー像が転写されることが可能な領域である。この光反射体のマーカー７１からの反射光を検知することにより中間転写ベルト５ａの搬送方向の画像書き出し基準位置を検知し、この検知信号に同期して露光手段３による感光体ドラム１への画像データ書き込みタイミングを制御している。従って、中間転写ベルト５ａの搬送速度は、画像書き出しタイミングを同期させるために安定していなければならない。搬送速度が不安定になると画像書き出しタイミングを同期できず色ずれ画像が発生してしまうことになる。

また、光センサ７０は、中間転写ベルト５ａに形成された各色のトナー画像による検知パッチと中間転写ベルト５ａ表面の反射光強度を検出することで、濃度調整補正も行う。従って、中間転写ベルト５ａの検出位置でのベルトの変形は検出誤差につながり、濃度調整の誤差となってしまうため、中間転写ベルト５ａの変形は極力抑える必要がある。光センサ７０の対向位置には、中間転写ベルト５ａの変形を抑えるために中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７２が配置されている。摺擦部材７２は、ベルト幅方向に延びる断面略矩形の板状部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット２１のフレーム部材に両端を固定される。摺擦部材７２は、中間転写ベルト５ａの幅方向において、中間転写ベルト５ａの画像形成領域の幅以上の幅で、中間転写ベルト５ａに押し当てられる。さらに、摺擦部材７２が押圧する領域には、中間転写ベルト５ａにおいて光センサからの光を
反射する領域に対応する領域を含んでいる。

図５は、中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７２に働く力の概念を示す模式図である。中間転写ベルト５ａの張力により摺擦部材７２に発生する力Ｎ（垂直抗力）、中間転写ベルト５ａと摺擦部材７２の摩擦係数μ、中間転写ベルト５ａの搬送方向に発生する力をＦ（接線力）とするとＦ＝μ・Ｎで表される。従って、接線力Ｆは垂直抗力Ｎもしくは中間転写ベルト５ａと摺擦部材７２の摩擦係数μが大きいほど大きくなっていく。特に摩擦係数μが大きいとスティックスリップを起こしやすく、スティックスリップが発生すると接線力Ｆが変動し、摺擦部材７２が振動する原因となる。

〔摺擦部材の振動による異音の発生〕
図６〜図９を参照して、従来形状の摺擦部材における振動方向について説明する。図６は、中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７２の断面形状、図７は、図６の摺擦部材７２のＡ矢視図、図８は、図６の摺擦部材のＢ矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト５ａの搬送方向をｘ軸、高さ方向をｚ軸、中間転写ベルト５ａの幅方向をｙ軸と定義する。

図６の摺擦部材７２の断面形状において、Ｗ１は中間転写ベルト５ａ搬送方向の幅、Ｈ１は高さを示しており、幅Ｗ１より高さＨ１の方が小さくなっている。図７及び図８のＤ１は、摺擦部材７２の中間転写ベルト５ａ幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ摺擦部材７２のの形状は、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想面に投影した形状の投影面積（Ｗ１×Ｄ１）が、中間転写ベルト５ａの画像形成面に垂直な仮想面に投影した形状の投影面積（Ｈ１×Ｄ１）より大きくなる。

図７のｙ１は、摺擦部材７２が垂直抗力Ｎを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示しており、図８のｘ１は、摺擦部材７２が接線力Ｆを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。

図９は、図６に示すような幅Ｗ１と高さＨ１の長方形断面を持つ摺擦部材７２における断面二次モーメントと幅Ｗ１と高さＨ１の比との関係を示している。縦軸の断面二次モーメント、横軸の幅Ｗ１と高さＨ１の比ともに、それぞれ対数表示している。ここで、幅Ｗ１と高さＨ１の比は、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想平面に投影した形状の投影面積と、中間転写ベルト５ａの画像形成面に対して垂直な仮想平面に投影した形状の投影面積と、の比と等しい。

図９において、Ｉｘ１は、摺擦部材７３の断面形状から算出されるｘ軸回りの断面二次モーメント（ｘ軸に垂直な断面におけるｘ軸に関する断面二次モーメント）、Ｉｚ１は、ｚ軸回りの断面二次モーメントを示す。Ｄｘ１は、摺擦部材７２に設計上必要なｘ軸回りの断面二次モーメントの値、Ｄｚ１は、摺擦部材７２に設計上必要なｚ軸回りの断面二次モーメントの値である。それぞれ摺擦部材７２自体の材質や光センサの検知誤差の許容値により決定される。

例えば、幅Ｗ１と高さＨ１が同じ値、すなわち正方形断面のときにはＩｘ１とＩｚ１は同じ値となり、中間転写ベルト５ａとの摺擦による摺擦部材７２の高さ方向への曲がりやすさと搬送方向への変形しやすさは同等となる。また、幅Ｗ１より高さＨ１の方が小さい場合（図６）には、Ｉｘ１よりＩｚ１の方が大きくなり、摺擦部材７２は高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が高いことを表している。すなわち、図６のように幅Ｗ１より高さＨ１の方が小さい場合には、仮に接線力Ｆと垂直抗力Ｎが同じ値とすると、摺擦部材７２の高さ方向の変形量の最大値ｙ１（図７）は、摺擦部材７２の搬送方向の変形量の最大値ｘ１（図８）より大きい値となる。

したがって、摺擦部材７２が図６のような幅Ｗ１より高さＨ１の方が小さい長方形断面を持つ場合は、接線力Ｆと垂直抗力Ｎの合力が加わったときに、搬送方向よりも高さ方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Ｆが変動したときには主に高さ方向に大きく振動することになる。摺擦部材７２が主に高さ方向に振動した場合は中間転写ベルト５ａの表面積の広い画像形成面が上下に振動することになるので、音圧は振動している方向の表面積に比例するため、異音を発生しやすい。

〔異音の発生を低減する構成〕
図９〜図１２を参照して、本発明の特徴である摺擦部材の振動により発生する異音を低減する構成について説明する。図１０は、中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７３の断面形状、図１１は、図１０の摺擦部材７３のＡ矢視図、図１２は、図１０の摺擦部材のＢ矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト５ａの搬送方向をｘ軸、高さ方向をｚ軸、中間転写ベルト５ａの幅方向をｙ軸と定義する。

図１０の摺擦部材７３の断面形状において、Ｗ１は中間転写ベルト５ａの搬送方向の幅、Ｈ１は高さを示しており、幅Ｗ１より高さＨ１の方が大きくなっている。図１１及び図１２のＤ１は、摺擦部材７３の中間転写ベルト５ａ幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ摺擦部材７３の形状は、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積（Ｗ１×Ｄ１）が、中間転写ベルト５ａの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積（Ｈ１×Ｄ１）より小さくなる。

図１１のｙ２は、摺擦部材７３が垂直抗力Ｎを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示しており、図１２のｘ２は、摺擦部材７３が接線力Ｆを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。

図９からわかるように、幅Ｗ１より高さＨ１の方が大きい場合にはＩｘ１よりＩｚ１の方が小さく、高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が低いことを表している。本実施例では、Ｈ１／Ｗ１が１を超え、かつ、Ｉｘ１、Ｉｚ１が、Ｄｘ１、Ｄｚ１より大きい値、すなわち、図９のＡ１より小さい値となる範囲で、幅Ｗ１及び高さＨ１を決定する。仮に接線力Ｆと垂直抗力Ｎが同じ値とすると、摺擦部材７３の高さ方向の変形量の最大値ｙ２（図１０）は、摺擦部材７３の搬送方向の変形量の最大値ｘ２（図８）より小さい値となる。

したがって、図１０のような摺擦部材７３が幅Ｗ１より高さＨ１の方が大きい長方形断面を持つ場合は、接線力Ｆと垂直抗力Ｎの合力が加わったときに、高さ方向よりも搬送方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Ｆが変動したときには主に搬送方向に大きく振動することになる。摺擦部材７３が主に搬送方向に振動した場合は中間転写ベルト５ａの表面積の広い画像形成面は搬送方向における前後方向に振動することになり、異音を発生しにくい。

ここまで、摺擦部材７３が直接中間転写ベルト５ａの裏面に直接当接する構成について述べてきたが、摺擦部材７３の中間転写ベルト５ａとの当接面に導電性のシートなどを配置しても良い。

以上、説明したように、本実施例に係る画像形成装置は、摺擦部材７３が、中間転写ベルト５ａに押し当てられる面が、画像形成面に垂直かつ幅方向に延びる面よりも小さいことを特徴とする。すなわち、摺擦部材７３の形状について、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内の面積を、画像形成面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内における面積
より小さくした。したがって、摺擦部材７３における画像形成面に垂直な軸に関する断面二次モーメントは、搬送方向に平行な軸に関する断面二次モーメントより大きくなる。かかる構成によれば、摺擦部材７３にかかる接線力Ｆが変動した場合でも、中間転写ベルト５ａを前後方向に振動させることで、中間転写ベルト５ａの振動している方向の表面積を低減し、異音を発生しにくくすることができる。これにより、中間転写ベルト５ａの裏面と摺擦部材７３が摺擦し、摩擦係数μが大きくなりスティックスリップを起こして摺擦部材７３が振動する場合でも、簡単な構成で異音を低減させることができる。すなわち、コンパクトで異音を未然に防止したカラー電子写真画像形成装置を実現することができる。

なお、本実施例では、中間転写ベルトにおいて画像を搬送する搬送面としての画像形成面を基準として、摺擦部材の投影形状を画定したが、ベルト搬送装置の場合には、搬送ベルトにおいて記録材を搬送する搬送面を基準とすればよい。また、本実施例では、ロータリー方式の画像形成装置に適用した場合を説明したが、感光体ドラム及び現像装置を含む画像形成部をトナーの色ごとに備えたタンデム方式の画像形成装置や、単色モノカラーの画像形成装置にも適用可能なことは言うまでもない。

（実施例２）
図１３〜図１９を参照して、本発明の実施例２に係る画像形成装置について説明する。ここでは、上記実施例１と異なる点を主に説明し、共通する構成については同じ符号を付し、説明を適宜省略する。ここで特に説明しない事項については、上記実施例１と同様である。

本実施例に係る画像形成装置は、中間転写ベルト５ａの裏面と摺擦する摺擦部材と、それを支持する支持部材とからなる摺擦手段を備えた構成となっている。実施例１では、摺動部材の形状を、異音の発生を低減可能な構成としたが、本実施例では、摺動部材を支える支持部材の形状を、異音の発生を低減可能な構成としている。

〔摺擦部材の振動による異音の発生〕
図１３〜図１６を参照して、従来形状の摺擦手段における振動方向について説明する。図１３は、中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７４及び支持部材７５の断面形状、図１４は、図１３のＡ矢視図、図１５は、図１３のＢ矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト５ａの搬送方向をｘ軸、高さ方向をｚ軸、中間転写ベルト５ａの幅方向をｙ軸と定義する。

図１３の支持部材７５の断面形状において、Ｗ２は中間転写ベルト５ａ搬送方向の幅、Ｈ２は高さ、ｔは厚みを示しており、幅Ｗ２より高さＨ２の方が小さくなっている。図１４及び図１５のＤ２は、支持部材７５の中間転写ベルト５ａ幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ支持部材７５の形状は、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積（Ｗ２×Ｄ２）が、中間転写ベルト５ａの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積（Ｈ２×Ｄ２）より大きくなる。

摺擦部材７４は、高さ方向の厚みが小さい平板状部材であり、上面が中間転写ベルト５ａに押し当てられ、下面が支持部材７５に固定されている。支持部材７５は、ベルト幅方向に延びる断面略Ｌ字形の部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット２１のフレーム部材に両端を固定される。

図１４のｙ３は、摺擦部材７４を介して支持部材７５が垂直抗力Ｎを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示している。また、図１５のｘ３は、摺擦部材７４を介して支持部材７５が接線力Ｆを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。ここで、支持部材７５の変形量を考える場合に、摺擦部材７４の
剛性は支持部材７５の剛性より十分に低く、摺擦部材７４の剛性は無視できるものとする。

図１６は、図１３に示すような幅Ｗ２と高さＨ２のＬ字形断面を持つ支持部材７５における断面二次モーメントと幅Ｗ２と高さＨ２の比との関係を示している。縦軸の断面二次モーメント、横軸の幅Ｗ２と高さＨ２の比ともに、それぞれ対数表示している。

図１６において、Ｉｘ２は、支持部材７５の断面形状から算出されるｘ軸回りの断面二次モーメント、Ｉｚ２は、ｚ軸回りの断面二次モーメントを示す。Ｄｘ２は、支持部材７５に設計上必要なｘ軸回りの断面二次モーメントの値、Ｄｚ２は、支持部材７５に設計上必要なｚ軸回りの断面二次モーメントの値である。それぞれ支持部材７５自体の材質や光センサの検知誤差の許容値により決定される。

例えば、幅Ｗ２と高さＨ２が同じ値、すなわちＬ字の短辺と長辺が同じ長さの断面のときにはＩｘ２とＩｚ２は同じ値となり、中間転写ベルト５ａとの摺擦による摺擦部材７５の高さ方向への曲がりやすさと搬送方向への変形しやすさは同等となる。また、幅Ｗ２より高さＨ２の方が小さい場合（図１３）には、Ｉｘ２よりＩｚ２の方が大きくなり、支持部材７５は高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が高いことを表している。すなわち、図１３のように幅Ｗ２より高さＨ２の方が小さい場合には、仮に接線力Ｆと垂直抗力Ｎが同じ値とすると、支持部材７５の高さ方向の変形量の最大値ｙ３（図１４）は、支持部材７５の搬送方向の変形量の最大値ｘ３（図１５）より大きい値となる。

したがって、支持部材７５が図１３のような幅Ｗ２より高さＨ２の方が小さいＬ字形断面を持つ場合は、接線力Ｆと垂直抗力Ｎの合力が加わったときに、搬送方向よりも高さ方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Ｆが変動したときには主に高さ方向に大きく振動することになる。支持部材７５が主に高さ方向に振動した場合は中間転写ベルト５ａの表面積の広い画像形成面が上下に振動することになるので、音圧は振動している方向の表面積に比例するため、異音を発生しやすい。

〔異音の発生を低減する構成〕
図１７〜図１９を用いて、本発明の特徴である支持部材の振動により発生する異音を低減する構成について説明する。図１７は、中間転写ベルト５ａの裏面に当接する摺擦部材７６及び支持部材７７の断面形状、図１８は、図１７のＡ矢視図、図１９は、図１７のＢ矢視図を示す。ここで、中間転写ベルト５ａの搬送方向をｘ軸、高さ方向をｚ軸、中間転写ベルト５ａの幅方向をｙ軸と定義する。

図１７の支持部材７７の断面形状において、Ｗ２は中間転写ベルト５ａの搬送方向の幅、Ｈ２は高さを示しており、幅Ｗ２より高さＨ２の方が大きくなっている。図１８及び図１９のＤ１は、支持部材７７の中間転写ベルト５ａの幅方向の長さを示している。この断面形状を持つ支持部材７７の形状は、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想面の投影形状の投影面積（Ｗ２×Ｄ２）が、中間転写ベルト５ａの画像形成面に垂直な仮想面の投影形状の投影面積（Ｈ２×Ｄ２）より小さくなる。

摺擦部材７６は、高さ方向の厚みが小さい平板状部材であり、上面が中間転写ベルト５ａに押し当てられ、下面が支持部材７７に固定されている。支持部材７７は、ベルト幅方向に延びる断面略Ｌ字形の部材であり、図示しない中間転写ベルトユニット２１のフレーム部材に両端を固定される。支持部材７７は、画像形成面に略垂直に延びて摺擦部材７６のベルト当接面とは反対側の面を支える第１支持部と、第１支持部の摺擦部材７６を支持する側とは反対側から画像形成面に略平行に延びる第２支持部と、を有する。

図１８のｙ４は、摺擦部材７６を介して支持部材７７が垂直抗力Ｎを受けて円弧状に変形したときの高さ方向の変形量の最大値を示している。また、図１９のｘ４は、摺擦部材７６を介して支持部材７７が接線力Ｆを受けて円弧状に変形したときの搬送方向の変形量の最大値を示している。ここで、支持部材７７の変形を考える場合に、摺擦部材７６の剛性は支持部材７７の剛性より十分に低く、摺擦部材７６の剛性は無視できるものとする。

図１６からわかるように、幅Ｗ２より高さＨ２の方が大きい場合にはＩｘ２よりＩｚ２の方が小さく、高さ方向の力よりも搬送方向の力に対する剛性が低いことを表している。本実施例では、Ｈ２／Ｗ２が１を超え、かつ、Ｉｘ２、Ｉｚ２が、Ｄｘ２、Ｄｚ２より大きい値、すなわち、図１６のＡ２より小さい値となる範囲で、幅Ｗ２及び高さＨ２を決定する。仮に接線力Ｆと垂直抗力Ｎが同じ値であったとすると、支持部材７７の高さ方向の変形量の最大値ｙ４（図１８）は、支持部材７７の搬送方向の変形量の最大値ｘ４（図１９）より小さい値となる。

このように、図１７のような支持部材７７が幅Ｗ２より高さＨ２の方が大きいＬ字形断面を持つ場合は、接線力Ｆと垂直抗力Ｎの合力が加わったときに、高さ方向よりも搬送方向に変形しやすいと言える。つまり、スティックスリップが発生し、接線力Ｆが変動したときには主に搬送方向に大きく振動することになる。支持部材７７が主に搬送方向に振動した場合は中間転写ベルト５ａの表面積の広い画像形成面は主に前後方向に振動することになり、異音を発生しにくい。

ここまで、摺擦部材７６が直接中間転写ベルト５ａの裏面に直接当接する構成について述べてきたが、摺擦部材７６の中間転写ベルト５ａとの当接面に導電性のシートなどを配置しても良い。

以上、説明したように、本実施例に係る画像形成装置は、支持部材７７が、画像形成面に垂直な方向の高さが、画像形成面に平行な方向の幅よりも大きいことを特徴とする。すなわち、支持部材７７の形状について、中間転写ベルト５ａの画像形成面に平行な仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内の面積を、画像形成面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想平面に対する投影形状の画像形成領域の幅内における面積より小さくした。したがって、支持部材７７における画像形成面に垂直な軸に関する断面二次モーメントは、搬送方向に平行な軸に関する断面二次モーメントより大きくなる。かかる構成によれば、支持部材７７にかかる接線力Ｆが変動した場合でも、中間転写ベルト５ａを前後方向に振動させることで、中間転写ベルト５ａの振動している方向の表面積を低減し、異音を発生しにくくすることができる。これにより、中間転写ベルト５ａの裏面と摺擦部材７６が摺擦し、摩擦係数μが大きくなりスティックスリップを起こして支持部材７７が振動する場合でも、簡単な構成で異音を低減させることができる。すなわち、コンパクトで異音を未然に防止したカラー電子写真画像形成装置を実現することができる。

Ａ…画像形成装置、５ａ…中間転写ベルト、７０…光センサ（検知手段）、７３、７６…摺擦部材、７７…支持部材

Claims (9)

1. 記録材に転写されるトナー像またはトナー像が転写される記録材を搬送するために移動可能なベルトと、
   前記ベルトの外周面に対向する検知手段と、
   前記ベルトの内周面に押し当てられ、移動する前記ベルトに対して摺擦する摺擦部材と、
   前記摺擦部材を支持する支持部材と、
   を備える画像形成装置において、
   前記支持部材は、前記摺擦部材の前記ベルトとの当接面とは反対側の面を支える第１支持部と、前記第１支持部の前記摺擦部材を支持する側とは反対側から前記外周面に平行に延びる第２支持部と、を備え、
   前記外周面に平行な仮想面に対する投影形状の面積が、前記外周面に垂直かつ搬送方向に直交する仮想面に対する投影形状の面積より小さいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記摺擦部材は、前記ベルト幅方向において、前記外周面におけるトナー像が転写されることが可能な画像形成領域、または搬送される記録材におけるトナー像が転写されることが可能な画像形成領域の幅以上の幅で、前記ベルトの内周面に押し当てられることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記支持部材は、前記ベルトを張架する張架部材を支持するフレーム部材に両端を固定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記支持部材は、前記外周面に垂直な軸に関する断面二次モーメントが、搬送方向に平行な軸に関する断面二次モーメントより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記支持部材は、前記搬送面に垂直な方向の高さが、前記搬送面に平行な方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記摺擦部材は、導電性のシートを介して前記ベルトに押し当てられることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記検知手段は、反射型の光センサを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記検知手段は、前記ベルトが備える基準位置を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記検知手段は、前記ベルト上に形成されたトナーによる検知パッチを検知することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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