本公开大体上涉及带传送设备，该带传送设备具有通过多个张紧辊拉伸的旋转带部件。
背景技术：
例如，已知成像设备构造成将调色剂图像从多个感光鼓以叠置的方式转印到作为环形带部件的中间转印带上，并且将调色剂图像从中间转印带共同地转印到记录材料上。这种中间转印带被多个张紧辊拉伸和可旋转地驱动。在这种旋转状态下，由于张紧辊的外径精度和张紧辊之间的对准精度，中间转印带向任一侧横向地移动。
未经审查的日本专利申请公开no.2001-520611讨论了如下构造，其中具有锥形外周表面的滑动部分设置在转向辊的辊部分的两个轴向端部处，所述转向辊由于滑动部分和带部件之间的摩擦力的平衡而倾斜，并且带部件的横向移动被自动地控制。
然而，如果滑动部分的整个圆周形成为呈锥形，则当带部件在滑动部分上运行时，带部件的低的材料极限强度(屈服应力)导致围绕滑动部分缠绕的带部件的边缘部分处畸变。这种畸变可能会缩短带部件的寿命。如果带部件较薄，则带部件很可能波动，容易在带部件的边缘部分处产生剪切应力，从而可能造成裂纹。
可行的措施是减小锥角(辊部分与滑动部分之间的外径差)。然而，在这种情况下，带部件与滑动部分之间的摩擦力减小，结果减小了使转向辊倾斜的力矩。结果，难以确保转向辊的用于控制带部件的横向移动的舵角，从而可能难以确保足够的转向性能。
技术实现要素：
本公开涉及一种能够在减小带部件的边缘部分处的应力的同时确保转向性能的带传送设备。
根据本公开的一个方面，带传送设备包括：环形的带部件，所述带部件构造成旋转；以及拉伸辊，所述拉伸辊构造成拉伸带部件并且倾斜以使带部件能够在与带部件的旋转方向相交的横向方向上移动，拉伸辊包括：辊部分，所述辊部分构造成与带部件一起旋转；以及滑动部分，所述滑动部分不与带部件一起旋转，其中，在包括辊部分的旋转轴线的第一预定横截面中滑动部分在第一位置处的外表面与辊部分的外表面之间相对于辊部分的径向方向的距离大于在所述第一预定横截面中滑动部分在第二位置处的外表面与辊部分的外表面之间相对于所述径向方向的距离，第二位置相对于辊部分的旋转轴线位于第一位置的内侧，其中当在与辊部分的旋转轴线垂直地相交的第二预定横截面中滑动部分的外表面与辊部分的外表面之间相对于辊部分的径向方向的距离由δr表示、并且带部件所缠绕的缠绕区域中的δr的最大值由δrmax表示时，相对于辊部分的旋转方向在缠绕区域的中间位置处的δr为δrmax的50％以上，并且δr为δrmax的50％以上的区域占整个缠绕区域的40％以上且80％以下，并且其中当带部件的横向中心位置定位在辊部分的横向中心处时，第二预定横截面穿过带部件的横向端部。
参照附图，根据下文对示例性实施例的描述，本公开的其它特征将变得显而易见。
附图说明
图1示出了根据第一示例性实施例的成像设备的整体构造。
图2是示出了根据第一示例性实施例的转向辊的透视图。
图3a是示出了由根据比较例的转向辊拉伸的带部分的透视图，图3b是示出了带部分的侧视图。
图4是示出了基于转向辊的自动横向移动控制的原理的示意图。
图5a是示出了带位置相对于根据比较例的转向辊处于中性状态的情况的示意图，图5b是示出了带位置横向地移动到一侧的情况的示意图。
图6示出了聚酰亚胺薄膜和聚醚醚酮薄膜的疲劳极限曲线(s-n曲线)。
图7a是示出了由根据第一示例性实施例的转向辊拉伸的带部分的透视图，图7b是示出了带部分的侧视图。
图8示出了根据第一示例性实施例的相对于滑动环在带缠绕方向上的相位的锥形型线。
图9a示出了通过模拟计算的根据一示例的转向辊的倾斜舵角与锥角之间的关系，图9b示出了根据比较例的关系。
图10a示出了通过模拟计算带的端部部分处的主应力的结果，图10b示出了根据一示例和根据比较例的通过模拟计算带的边缘部分处的主应力的最大值的结果。
图11示出了根据第二示例性实施例的相对于滑动环在带缠绕方向上的相位的锥形型线。
图12示出了根据第三示例性实施例的通过模拟计算具有最大锥角的设定位置与转向辊的倾斜舵角之间的关系的结果。
具体实施方式
下文将参照附图详细地描述本公开的各种示例性实施例、特征和方面。
下面将参照图1至10a和10b来描述第一示例性实施例。下面将参照图1来描述根据本示例性实施例的成像设备的整体构造。
[成像设备]
成像设备100包括成像单元1、布置在成像单元1上方的图像读取单元2、以及设置在图像读取单元2上的文档传送单元3。文档传送单元3将向上放在文档托盘301上的文档片材d从第一页逐张地顺序进给至图像读取单元2。在文档片材d经由弯曲路径经过图像读取单元2的台板玻璃201之后，文档传送单元3将文档片材d排出到排出托盘302上。
当由文档传送单元3传送的文档片材d从左向右经过台板玻璃201时，图像读取单元2经由保持在预定位置处的扫描仪单元202执行图像读取处理。更具体地，图像读取单元2利用扫描仪单元202的灯203的光照射文档片材d的读取表面，并且通过镜子204、205和206将来自文档片材d的反射光引导至透镜207。穿过透镜207的光聚焦在图像传感器208的成像平面上。图像传感器208将该光转换成电数字信号并将该电数字信号传输至成像单元1。
可以不使用文档传送单元3。在这种情况下，可以通过抬起文档传送单元3、直接将文档片材d放在图像读取单元2的台板玻璃201上、并且从左向右移动扫描仪单元202以进行扫描来执行图像读取处理。更具体地，图像读取单元2不需要设置文档传送单元3，而是可以设置用于按压放在台板玻璃201上的文档片材d的文档按压部件。
成像单元1是级联式全色电子照相打印机，其具有包括四个成像站y、m、c和k的成像单元10，四个成像站中的每一个均包括作为图像承载部件的感光鼓11。具有中间转印带31的转印单元30布置在成像单元10的上方。
成像单元1基于来自与图像读取单元2或成像单元1可通信地连接的主机设备(例如个人计算机)的图像信号而在记录材料上形成调色剂图像。记录材料包括例如纸、塑料膜和布的片材材料。成像站y、m、c和k分别形成黄色、品红色、青色和黑色的调色剂图像。除了显影颜色之外，用于四种不同颜色的成像站具有相同的构造。相同的部件被指定相同的附图标记，下面将代表性地描述用于黄色的成像站y。
作为图像承载部件的感光鼓11的表面由作为充电装置的充电辊12均匀地充电。然后，通过激光扫描仪13在感光鼓11的表面上形成潜像，所述激光扫描仪作为基于所传输的图像信息信号而驱动的曝光装置。通过显影装置14将潜像可视化为调色剂图像。当感光鼓11上的调色剂图像被作为初次转印部件的初次转印辊17施加预定的压力和静电负载偏压时，调色剂图像被转印至作为带部件的中间转印带31上。在转印之后，通过感光鼓清洁器15去除并收集感光鼓11上的少量残余调色剂。然后，感光鼓11准备好进行下一次成像。
同时，从盒20逐张地进给记录材料p。记录材料p从传送辊对22和24传送到对准辊对23。当对准单元21的对准辊对23改变记录材料p的前缘以形成弯曲部时，歪斜得以校正。然后，与中间转印带31上的调色剂图像同步地，对准辊对23将记录材料p传送至位于中间转印带31与外部的二次转印辊35之间的二次转印部分t2处。在二次转印部分t2处，内部的二次转印辊34布置成隔着中间转印带31面向外部的二次转印辊35。中间转印带31和外部的二次转印辊35形成用于支撑和传送记录材料p的二次转印部分(夹持部分)。
在二次转印部分t2处，当中间转印带31上的彩色调色剂图像被施加预定的压力和静电负载偏压时，彩色调色剂图像被转印至记录材料p。在转印之后，中间转印带31上的少量残余调色剂被转印清洁器36去除并收集。然后，中间转印带31准备好进行下一次成像。转印至记录材料p的调色剂图像被定影装置40加热加压、被传送辊对42和43传送、然后被排出辊对41排出到排出托盘50上。
定影装置40例如包括具有热源(例如卤素加热器)的定影辊40a、以及用于与定影辊40a形成定影夹持部分的压力辊40b。当记录材料p被传送至定影夹持部分处时，定影装置40向记录材料p上的调色剂图像施加压力和热量，以将调色剂图像定影至记录材料p。
[转印单元]
如上所述，作为带传送设备的转印单元30包括中间转印带31、初次转印辊17和外部的二次转印辊35。中间转印带31(旋转的环形带部件)被多个张紧辊拉伸。根据本示例性实施例，多个张紧辊包括：内部的二次转印辊34，其还用作用于可旋转地驱动中间转印带31的驱动辊；作为从动辊的二次转印前辊38；转向辊(拉伸辊)32；和位于转向辊32的下游侧的张紧辊39。二次转印前辊38沿中间转印带31的旋转方向布置在二次转印部分t2的上游侧。
另一方面，作为多个张紧辊中的至少一个的转向辊32布置成隔着中间转印带31面向转印清洁器36。转向辊32被例如弹簧的张力施加部件(未示出)推压。转向辊32构造成在转向辊32的外周表面与中间转印带31的内周表面压力接触的状态下向中间转印带31施加张力。
转印单元30构造成使得中间转印带31通过接触/分离机构(未示出)而与感光鼓11中的一些感光鼓接触和脱离接触。更具体地，在用于在所有成像站处形成调色剂图像的全色模式中，中间转印带31与所有的感光鼓11接触。利用这种构造，所有颜色的调色剂图像可以以叠加的方式顺序地转印至中间转印带31。另一方面，在用于形成黑色调色剂图像的单色模式中，彩色成像站y、m和c的感光鼓11不与中间转印带31接触，而仅仅黑色成像站k的感光鼓11与中间转印带31接触。这样，仅仅黑色调色剂图像可以转印至中间转印带31。
在单色模式中，当位于转向辊32的下游侧的张紧辊39、以及与彩色成像站y、m和c相对应的初次转印辊17移动时，中间转印带31不与感光鼓11中的一些感光鼓接触。
[转向辊]
下面将参照图2描述转向辊32。转向辊32可围绕转向轴线倾斜地布置，并且包括辊部分37和滑动环33，所述滑动环不可旋转地布置在辊部分37的两个轴向端部处。滑动环33是中间转印带31绕其缠绕并且可滑动地旋转的滑动部分。以这种方式构造的转向辊32由于中间转印带31在滑动环33上滑动的宽度(滑动宽度)的变化而倾斜(下文详细描述)。这种倾斜使中间转印带31在与旋转方向相交的宽度方向上移动。
转向辊32由转印清洁器36以能够围绕转向轴线旋转的方式支撑，所述转向轴线布置在辊部分37的轴向中心处。转向轴线布置成与转向辊32的中心轴线垂直地相交，使得转向辊32在与转向辊32推压中间转印带31所沿的方向相交的方向上倾斜。当转向辊32围绕转向轴线倾斜时，中间转印带31的轨迹改变并且中间转印带31沿宽度方向移动(自动的带转向)。
辊部分37被可旋转地支撑，并且通过中间转印带31的旋转驱动而被驱动旋转。辊部分37在两个轴向端部处设置有滑动环33。滑动环33与转印清洁器36一体地形成，从而不能通过中间转印带31的旋转而被驱动。如图7a和7b中所示(下文描述)，滑动环33具有锥形(倾斜)部分33a，其中外径朝向转向辊32的轴向端部侧(与辊部分37侧相反的端部侧)增大。
<自动的带转向的原理>
下面将参照图3至5描述根据比较例的自动的带转向的原理。如图3a和3b中所示，根据比较例的转印单元300包括中间转印带310、转向辊320和张紧辊390。转向辊320包括辊部分370和不可旋转地布置在辊部分370的两个轴向端部处的滑动环330。中间转印带31围绕滑动环330缠绕和可滑动地旋转。除了滑动环330之外，转印单元300的构造类似于根据上述示例性实施例的转印单元30的构造。
根据比较例的滑动环330的外周表面形成为呈锥形形状，使得锥形部分的外径在整个圆周上朝向端部侧增大。更具体地，滑动环330形成为呈大致局部圆锥的形状。滑动环330的锥角在整个圆周上保持相同。锥角是指外周表面相对于滑动环330的中心轴线的倾斜角度。
滑动环330的外周表面具有大约0.2的摩擦系数μs和10度的锥角。具有滑动性能的树脂材料(例如聚缩醛树脂，简称：pom)用作滑动环330的材料。考虑到由中间转印带310与滑动环330之间的摩擦带电引起的静电困扰，还给予这种树脂材料导电性。铝用作辊直径为21mm且摩擦系数μr为大约0.3的辊部分370的材料。
类似于上述示例性实施例，中间转印带310是包括杨氏模量为大约2400mpa的聚醚醚酮(简称：peek)基层的树脂带。
如图3b中所示，假设转向辊320的转向轴线和y轴线保持平行，并且y'轴线被设定在带缠绕区域α的中位处，在该中位处假定y'轴线围绕转向辊320的旋转轴线从转向轴线旋转了θ度。
形成为呈锥形形状且布置在转向辊320的两个轴向端部处的滑动环330在中间转印带310的旋转期间被不可被驱动地支撑。因此，当中间转印带310在滑动环330上滑动时，滑动环330受到来自中间转印带310的内周表面的摩擦阻力。
图4是示出了在根据比较例的自动的带转向机构中沿着箭头v的方向旋转的中间转印带310以缠绕角度θs围绕滑动环330缠绕的状态的示意图。在自动的带转向机构中，当中间转印带310在一个端部处的滑动环330上的滑动宽度(滑动部分的宽度)与中间转印带310在另一端部处的滑动环330上的滑动宽度之间出现差异时，转向辊320朝向相对较大的滑动宽度(摩擦力)倾斜。
假定带周向长度dx(单位宽度)等价于一定缠绕角度θ的微小缠绕角度dθ。带周向长度dx在中间转印带310的旋转方向上的上游侧是松弛侧，而带周向长度的下游侧是张紧侧。张力t沿切线方向作用于上游侧，张力t+dt沿切线方向作用于下游侧。因此，如果中间转印带310按压滑动环330的力在所述微小带长度上接近t·dθ，并且滑动环330具有摩擦系数μs，则摩擦力df由公式(1)表示。
df＝μs·t·dθ...(1)
张力t由辊部分370控制。如果辊部分370具有摩擦系数μr，则dt由公式(2)表示。
dt＝-μr·t·dθ...(2)
因此，根据公式(2)dt/t由公式(2')表示。
当公式(2')在缠绕角度θs上积分时，张力t由公式(3)表示，其中t1是在θ＝0处的张力。
基于公式(1)和(3)，施加在滑动环330上的摩擦力df由公式(4)表示。
如图4中所示，当滑动环330的摆动方向(更具体地，转向辊320倾斜的方向)是箭头所示的str方向时，带缠绕开始位置(θ＝0)在摆动方向上具有偏移角度γ。因此，由公式(4)表示的摩擦力df沿着str方向向下施加的力由公式(5)表示。
当由公式(5)表示的力分量从θ＝0到θs积分时，结果是在单位缠绕宽度上从中间转印带310沿str方向施加在滑动环330上的摩擦力fi。因此，在中间转印带310的旋转期间从中间转印带310沿str方向向下施加在滑动环330上的摩擦力fi由公式(6)表示。
图5a是示意性地示出了根据比较例在中性的带横向位置中围绕滑动环330缠绕的中间转印带310的俯视图。参照图5a，中间转印带310沿着箭头v的方向旋转，不发生带横向移动，并且在转向辊320的中心处传送中间转印带310。在这种状态下，作用在两个轴向端部处的滑动环330上的力平衡。更具体地，在两个轴向端部处，中间转印带310在滑动环330上的滑动宽度w1是相同的。更具体地，在两个轴向端部处，从中间转印带310沿str方向施加在滑动环330上的摩擦力fi·w1(图4)是相同的。在这种状态下，作用在两个轴向端部处的滑动环330上的力平衡。
图5b是示意性地示出了根据比较例在带横向位置处发生横向移动的状态下围绕滑动环330缠绕的中间转印带310的俯视图。参照图5b，中间转印带310沿着箭头v的方向旋转，发生带横向移动，并且中间转印带310在横向移动到转向辊320的一侧的同时被传送。在这种状态下，作用在两个轴向端部处的滑动环330上的力不平衡。例如，假设在带横向移动的方向上的那侧处中间转印带310在滑动环330上的滑动宽度为w2，而在另一侧处滑动宽度为0。在这种状态下，在str方向上，位于带横向移动的方向上的那侧处的滑动环330被向下施加摩擦力fi·w2，而位于另一侧处的滑动环330被向下施加摩擦力0(图5a和5b中所示)。转向辊320的两个端部之间的摩擦力的这种差异产生围绕转向轴线的力矩(转向扭矩)fi·w2·l2。结果，转向辊320在带横向移动的方向上的那侧处向下倾斜，沿着str方向移动(图4)。
转向辊320的依据上述原理产生的倾斜方向与中间转印带310的横向移动复原所沿的方向(对准方向)一致，从而使得能够执行自动转向。
如上所述，根据比较例的滑动环330形成为呈锥形形状，其直径沿着辊轴线方向(辊部分370的旋转轴线方向)朝向外侧连续地增大。当将辊部分370的外径与滑动环330的外径相比较时，滑动环330的邻接辊部分370的部分的外径等于辊部分370的外径。滑动环330的外径朝向外侧逐渐增大，从而变得大于辊部分370的外径。更具体地，滑动环330具有如下倾斜部分：其中，随着与中间转印带310接触的区域沿着辊轴线方向向外移动，与中间转印带310接触的滑动部分和旋转轴线之间的距离增大。
中间转印带310的宽度大于辊部分370的宽度，并且小于转向辊320(辊部分370以及位于两个轴向端部处的滑动环330)的宽度。更具体地，在转向辊320不沿着str方向倾斜的状态下，如图5a中所示，中间转印带310在滑动环330上的滑动宽度之间的关系使得在两个轴向端部处滑动宽度w1是相同的。滑动宽度是指中间转印带310的两个边缘部分在相应的滑动环330上滑动的宽度。通过中间转印带310的宽度与位于两个轴向端部处的滑动环330之间的上述关系，中间转印带310在任一滑动环330上滑动，产生一定的滑动宽度。利用这种构造，响应于带横向移动的发生，可以精细地执行转向操作。
在转印单元300的构造中，通过调整滑动环330的锥形形状的尺寸来确定转向辊320的倾斜响应的响应性。滑动环330的锥角设置成调整转向倾斜的响应性并给出过量的转向扭矩。如果锥角太小，则根据构造不会给出转向辊320的转向舵角。另一方面，如果锥角太大，则当中间转印带310在滑动环330上运行时，低的带刚性引起波动。因此，根据构造，存在滑动环330的锥角的最佳值。如果中间转印带310的材料是树脂薄膜，则滑动环330的锥角通常设定在8至12度的范围内。
这样，可以在中间转印带310的中性的带横向位置中检测摩擦力平衡的差异。这种构造能够限制突然的转向操作，因此有利于转向辊320的自动倾斜控制的控制性。
在根据比较例的构造中，如果中间转印带310的材料极限强度(屈服应力)较低，则当中间转印带310在滑动环330上运行时，围绕滑动环330缠绕的中间转印带310的边缘部分很可能畸变。这可能缩短中间转印带31的寿命。如果中间转印带310较薄，则中间转印带310很可能波动，容易在中间转印带310的边缘部分处产生剪切应力，从而可能造成裂纹。从中间转印带310的寿命的角度来看，根据比较例的构造具有易受中间转印带310的材料极限强度(屈服应力)和厚度限制的影响的问题。
图6示出了聚酰亚胺薄膜和聚醚醚酮薄膜的疲劳极限曲线(s-n曲线)。根据材料极限强度，聚酰亚胺薄膜的屈服应力为大约140mpa，聚醚醚酮薄膜的屈服应力为大约70mpa。如图6中所示，如果负载应力较高，则材料极限强度较低的聚醚醚酮薄膜的寿命更可能缩短。
当在自动的带转向构造中使用材料极限强度低的中间转印带时，期望的是减少围绕滑动环330缠绕的中间转印带的边缘部分处的畸变、以及中间转印带的端部部分处的变形应力，而不使转向性能劣化。
[根据本示例性实施例的转印单元的详细构造]
下面将参照图7a和7b来描述根据本示例性实施例的转印单元30的详细构造。根据本示例性实施例的构造(除了下面将要描述的构造之外)非常类似于上述比较例的构造。图7a是示出了根据本示例性实施例中间转印带31围绕具有锥形部分33a的滑动环33缠绕的状态的透视图。图7b是示出了根据本示例性实施例具有锥形部分33a的滑动环33的大锥角区域β的布置的侧视图。根据比较例，整个带缠绕区域α形成为呈锥形形状。根据本示例性实施例，如图7b中所示，滑动环33的锥形部分33a具有作为带缠绕区域α的一部分的大锥角区域β。
滑动环33的锥形部分33a具有大约0.2的摩擦系数μs。具有滑动性能的树脂材料(例如聚缩醛树脂，简称：pom)用作滑动环33的材料。考虑到由中间转印带31与滑动环33之间的摩擦带电引起的静电困扰，还给予该树脂材料导电性。
期望的是转向辊32的辊部分37的直径为16mm至24mm。根据本示例性实施例，铝用作辊直径为21mm且摩擦系数μr为大约0.3的辊部分37的材料。辊部分37的长度设定为345.4mm，转向辊32的总长度(辊部分37以及位于两个轴向端部处的滑动环33)设定为364.2mm。
中间转印带31是包括厚度为0.067mm、宽度为351mm、杨氏模量为2400mpa且泊松比为0.4的聚醚醚酮(简称：peek)基层的树脂传送带。
中间转印带31的材料不限于聚醚醚酮。中间转印带31的材料可以是例如聚酰亚胺(简称：pi)的其它树脂材料或金属材料，只要中间转印带31具有由杨氏模量相当的材料制成的基层即可。类似地，滑动环33和辊部分27的材料可以是其它材料。
[关于滑动环的锥形部分]
根据本示例性实施例作为滑动部分的滑动环33具有外径朝向转向辊32的轴向端部侧增大的锥形(倾斜)部分33a。锥形部分33a形成为使得相对于转向辊32的中心轴线的倾斜角度(锥角)至少部分地在周向方向上不同。于是，在锥形部分33a的周向方向上，倾斜角度为最大倾斜角度的50％以上的区域(大锥角区域β)包括中间转印带31的带缠绕区域α的中间位置，并且存在于占据带缠绕区域α的40％以上且80％以下的范围内。锥形部分33a的最大倾斜角度为5度以上且15度以下，并且沿着带缠绕区域α的周向方向，每度带缠绕角度的倾斜角度变化为-1度以上且+1度以下(±1度以内)。锥形部分33a的最小倾斜角度小于最大倾斜角度的50％。根据本示例性实施例的滑动环33的形状可以由滑动环33与转向辊32之间的外径差δr代替锥角来表示。更具体地，在滑动环33的与转向辊32的旋转轴线垂直地相交的预定横截面中，在带缠绕区域α中，滑动环33与转向辊32之间的外径差由δr表示。该预定横截面中的δr的最大值由δrmax表示。在这种情况下，在该预定横截面中，δr的值为δrmax的50％以上的区域占带缠绕区域α的40％以上且80％以下。该预定横截面中的δr的最小值由δrmin表示。在这种情况下，可以说δrmin小于δrmax的50％。
根据本示例性实施例，图8中所示的锥形型线形成在滑动环33的任意位置处。因此，毋庸置疑，在滑动部分的与转向辊32的旋转轴线垂直地相交的任意横截面中均满足δr的上述关系。例如，当中间转印带31处于图5a和5b中所示的位置处时，在滑动环33的其中定位中间转印带31的边缘部分的横截面中也满足上述关系。更具体地，当中间转印带31在滑动环33上的滑动宽度是w1或w2时，在滑动环33的其中定位中间转印带31的边缘部分的横截面中也满足上述关系。
[大锥角区域占带缠绕区域的40％以上且80％以下的原因]
下面将描述大锥角区域β占带缠绕区域α的40％以上且80％以下的原因。如上所述，根据本示例性实施例，在全色模式和单色模式这两种模式中，中间转印带31都能够与各感光鼓11中的一些感光鼓接触和脱离接触。相应地，对于转向辊32的滑动环33，中间转印带31的带缠绕区域α在全色模式和单色模式之间不同。因此，大锥角区域β与带缠绕区域α之比在全色模式和单色模式之间也不同。更具体地，单色模式比全色模式提供更大的带缠绕区域α。因此，考虑到这一点，大锥角区域β占带缠绕区域α的40％以上且80％以下。
下文描述大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率的下限被设定为40％的基础。转向辊32的辊部分37的外径为21mm。滑动环33成形为提供局部椭圆形的外廓，其具有的最大锥角为15度并且锥角沿着滑动环33的周向方向平滑地变化。
在这种条件下，在全色模式中，大锥角区域β为78.9度，带缠绕区域α为151.4度，因此大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率为52.1％(＝78.9度/151.4度×100％)。另一方面，在单色模式中，大锥角区域β为78.9度，带缠绕区域α为177.7度，因此大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率为44.4％(78.9度/177.7度×100％)。
因此，在上述条件下，大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率的下限是单色模式中的占据率44.4％。根据本示例性实施例，考虑到裕量，大锥角区域β的占据率的下限被设定为40％。
下文描述大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率的上限被设定为80％的基础。转向辊32的辊部分37的外径为21mm。滑动环33成形为提供局部椭圆形的外廓，其具有的最大锥角为10度并且锥角沿着滑动环33的周向方向平滑地变化，其中最大锥角的范围周向地延展。滑动环33的这种形状是根据第二示例性实施例(下文描述)在图11中所示的型线。
在这种条件下，在全色模式中，大锥角区域β为104.9度，带缠绕区域α为151.4度，因此大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率为69.3％(104.9度/151.4度×100％)。因此，在上述条件下，大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率的上限为69.3％。根据本示例性实施例，考虑到大约10％的裕量，大锥角区域β的占据率的上限被设定为80％。即使最大锥角变化，大锥角区域β的占据率的上限和下限也保持不变。
[锥形部分33a的最大倾斜角度为5至15度的原因]
如上所述，由于根据转印单元30的构造滑动环33的锥角具有最佳值，因此根据实际设备而最终考虑和确定锥角。
用于使转向辊32倾斜的转向扭矩产生的力矩等于中间转印带31和滑动环33之间的摩擦力乘以臂长(≈转向辊32的长度的一半)。但是，如果滑动环33的锥角太小，则转向扭矩的过剩量不足，因此转向倾斜的响应性趋于降低。另一方面，如果锥角太大，则由于带端部部分不能跟随锥形形状，带端部部分处的应力变得过大或者带端部部分部分地从转向辊32浮起。特别地，转向辊32和滑动环33之间的连接部分的受限部分很可能浮动。如果锥角太大，则中间转印带31趋于横向地屈曲和波动。
在设计中，当转向辊32的舵角为0.3度以上时，中间转印带31的转向是可能的。如图9b(下文描述)中所示，根据滑动环33在整个圆周上呈锥形的比较例，当锥角为5度以上时，转向是可能的。因此，根据本示例性实施例，当滑动环33的锥形部分33a的最大倾斜角度为5度以上时，转向是可能的。
为此原因，根据本示例性实施例，滑动环33的锥形部分33a的最大倾斜角度处于以10度为中心±5度的范围内，即5度以上且15度以下。理想地，最大倾斜角度处于以10度为中心±2度的范围内，即8度以上且12度以下。
[每度带缠绕角度的倾斜角度变化为±1度以内的原因]
下文描述沿着带缠绕区域α的周向方向每度带缠绕角度的倾斜角度(锥角)变化为-1度以上且+1度以下(±1度以内)的原因。转向辊32的辊部分37的外径为21mm。滑动环33被成形为提供局部椭圆形的外廓，其具有的最大锥角为10度并且锥角沿着滑动环33的周向方向平滑地变化，其中最大锥角的范围周向地延展。滑动环33的这种形状是根据第二示例性实施例(下文描述)在图11中所示的型线。当最大锥角的范围以这种方式延展时，锥角的变化增大，并且因此参照根据本示例性实施例的型线来确定锥角的变化范围。
参照图11，如果锥角的变化基于锥角相对于滑动环33的相位(周向位置)的斜率来计算，则滑动环33的每度相位的最大锥角变化为0.791度。根据本示例性实施例，考虑到锥角最大的位置沿周向偏离的情况，沿着带缠绕区域α的周向方向每度带缠绕角度的锥角变化为-1度以上且+1度以下(±1度以内)。
根据本示例性实施例的滑动环33的锥形型线不仅包括凸形形状，而且还包括凹形形状。因此，锥角的变化被设定处于±1度以内(即，-1度以上且+1度以下)的范围内，不仅包括增大量，而且还包括减少量。
[锥形部分的最小倾斜角度小于最大倾斜角度的50％的原因]
下文描述锥形部分33a的最小倾斜角度小于最大倾斜角度的50％的原因。为了减小带端部部分处的应力，理想的是减小带缠绕区域α的入口和出口(两个周向端部部分)处的锥角。更具体地，带缠绕区域α的两个周向端部处的锥角理想的是尽可能地小。因此，对于带缠绕区域α的两个周向端部处的锥角，最小锥角的下限为0度(更具体地，没有锥度的直线形状)。如上所述，大锥角区域β是锥角为最大倾斜角度的50％以上的区域。因而，基于此，锥形部分的最小倾斜角度的上限被设定为小于最大倾斜角度的50％。
如上所述，锥形部分33a的最大倾斜角度为5度以上且15度以下。当10度(其作为最大倾斜角度范围的中心值)被设定为最大倾斜角度时，最大倾斜角度的50％是5度。因此，在这种情况下，最小倾斜角度小于5度。例如，当锥形部分33a的最大倾斜角度为15度时，小于其50％的最小倾斜角度小于7.5度。即使最小锥角小于7.5度(例如为7.4度)，与锥角在整个缠绕区域α上为15度的情况相比也可以进一步减小带端部部分处的应力。
根据本示例性实施例，锥形部分33a形成为使得在满足上述条件的同时，在锥形部分33a的周向方向上带缠绕区域α的周向中心处的锥角比两个周向端部部分处的锥角更大。锥形部分33a的具有最大倾斜角度的位置是带缠绕区域α在锥形部分33a的周向方向上的中间位置(中位)。在带缠绕区域α中，锥形部分33a形成为使得沿着周向方向锥角从具有最大倾斜角度的位置逐渐减小到具有最小倾斜角度的位置。
更具体地，根据本示例性实施例的滑动环33的锥形部分33a具有如图8中所示的锥形型线。更具体地，具有10度的最大倾斜角度(最大锥角)的锥形部分33a提供了如下锥形型线：其中，锥角相对于滑动环33在带缠绕方向上的相位平滑地变化直到10度的最大锥角，从而形成大致部分椭圆形的外廓。具有最大锥角的位置是y'轴线上的0度位置(图7b中所示)，即带缠绕区域α的中位。
如上所述，滑动环33的带缠绕区域α在全色模式和单色模式之间不同。图7a、7b和8示出了全色模式中的带缠绕区域α。
根据本示例性实施例，图8中所示的锥形型线表示在全色模式中，大锥角区域β的范围为85.1度，并且带缠绕区域α的范围为151.4度。因此，大锥角区域β与带缠绕区域α之比(占据率)为56.2％。参照图8中所示的锥形型线的斜率，锥角朝向最大锥角每度带缠绕角度变化高达0.174度。对于根据本示例性实施例的滑动环33，比图7b中所示的z'轴线更靠近带缠绕区域α侧的区域的锥形型线如图8中所示。z'轴线是与转向辊32的中心轴线和y'轴线垂直地相交的轴线。另一方面，滑动环33在z'轴线处的位置和在比z'轴线更靠近与带缠绕区域α相反的那侧的区域处的位置几乎不接触带，并且可以具有任何形状。根据本示例性实施例，与带缠绕区域α相反的那侧处的区域成形为呈锥角为0度的圆筒形表面。
[本示例性实施例的效果]
根据本示例性实施例，可以在减小中间转印带31的边缘部分处的应力的同时确保转向性能。更具体地，锥形部分33a形成为使得锥角至少部分地在周向方向上不同，并且锥角为最大倾斜角度的50％以上的大锥角区域β占中间转印带31的带缠绕区域α的40％以上且80％以下。除此条件之外，锥形部分33a的最大倾斜角度被设定为5度以上且15度以下。如果大锥角区域β占据小于40％的带缠绕区域α或者如果最大倾斜角度小于5度，则不能确保足够的转向性能。如果大锥角区域β大于带缠绕区域α的80％或者如果最大倾斜角度大于15度，则不能充分地减小中间转印带31的边缘部分处的应力。因此，在上述条件下形成锥形部分33a能够确保转向性能，同时减小中间转印带31的边缘部分处的应力。
根据本示例性实施例，沿着带缠绕区域α的周向方向每度带缠绕角度的锥角变化为-1度以上且+1度以下。因此，在满足关于最大倾斜角度的上述条件和关于大锥角区域β占带缠绕区域α的占据率的条件的同时，可以使锥角的变化平滑并减小对中间转印带31的应力。
锥形部分33a的具有最大倾斜角度的位置是带缠绕区域α的中间位置。在带缠绕区域α中，锥形部分33a形成为使得锥角沿着周向方向从具有最大倾斜角度的位置逐渐减小到具有最小倾斜角度的位置。更具体地，锥形部分33a形成为使得在锥形部分33a的周向方向上带缠绕区域α的周向中心处的锥角大于两个周向端部部分处的锥角。
利用这种构造，可以减小带缠绕区域α的入口和出口处的锥角，从而减小中间转印带31的边缘部分处的应力。在从带缠绕区域α的入口到中心的区域中，锥角逐渐增大。在从带缠绕区域α的中心到出口的区域中，锥角逐渐减小。因此，中间转印带的端部部分逐渐变形，从而进一步减小中间转印带的边缘部分处的应力。根据第三示例性实施例(下文描述)，将锥形部分33a的具有最大倾斜角度的位置设定为带缠绕区域α的中间位置使得更易于确保转向辊32的舵角。因此，易于确保足够的转向性能。更具体地，带缠绕区域α的中间位置的锥角最大程度地有助于转向性能。
[示例]
下文将描述为了确认本示例性实施例的效果而执行的模拟。下文将描述计算根据一示例(该示例满足本示例性实施例的条件)的转向性能以及根据图3a和3b中所示的比较例的转向性能的模拟。
根据该示例，在中间转印带31的旋转期间，中间转印带31在位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环33上的滑动宽度w2被设定为5.6mm(l2＝175.8mm)。通过模拟来计算转向辊32在这种情况下的倾斜舵角。图9a示出了计算的结果。
在该模拟中，滑动环33在与y'轴线垂直地相交的z'轴线(如图7b中所示)上的±90度位置处的锥角如图9a所示地变化(缠绕在+90度处开始并且在-90度处结束)。具有上述锥角和固定为10度的最大锥角的锥形部分33a提供了如下锥形型线：其中，锥角从带缠绕开始位置和带缠绕结束位置(可变)平滑地变化到具有最大锥角的位置(固定)，从而形成大致局部椭圆形的外廓。具有最大锥角的位置被设定为图7b中所示的y'轴线上的0度位置。在该模拟中，在这种情况下计算转向辊32的倾斜舵角。
因此，图9a中所示的水平轴线上的10度位置等价于在根据图3b所示的比较例的构造中在滑动环330的整个圆周上将锥角设定为10度的情况。另一方面，水平轴线上的0度位置等价于在根据图7b和8所示的本示例性实施例的构造中的情况。
根据该示例，滑动环33的锥形部分33a在对转向性能有贡献的部分(图7b中所示的y'轴线上的0度位置)处具有最大的锥形形状。因此，如图9a中所示，即使在与y'轴线垂直地相交的z'轴线上的±90度位置处的锥角较小，也可以产生围绕转向辊32的转向轴线的力矩(转向扭矩)。更具体地，在设计中，可以提供转向辊的0.3度以上的舵角，在0.3度以上的舵角下转向是可能的。因此，即使将滑动环33的锥形部分33a的最小锥角设定为小于最大锥角的50％，也可以确保转向性能。
另一方面，根据比较例(图3a和3b)，在中间转印带310的旋转期间，中间转印带310在位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环330上的滑动宽度w2被设定为5.6mm(l2＝175.8mm)。通过模拟来计算转向辊320在这种情况下的倾斜舵角。图9b示出了计算的结果。
更具体地，根据比较例的滑动环330在整个圆周上具有相等的锥角。锥角如图9b中所示地变化，并且针对每个锥角计算转向辊320的倾斜舵角。
如图9b中所示，当锥角从10度减小到4度时，转向辊320的舵角被减半。这是因为对转向性能有贡献的部分(图3b中所示的y'轴线上的0度位置)的锥角也减小。当对转向性能有贡献的部分处的锥角减小时，围绕转向辊320的转向轴线的力矩(转向扭矩)也减小。结果，给出转向辊舵角的转向性能将大大地降低。
另一方面，根据该示例，结果表明，即使滑动环33的锥形部分33a的最小锥度值被设定为最大锥角的0％(图9a中所示的水平轴线上的0度)，滑动环33所提供的转向性能也相当于根据比较例在整个圆周上具有5°以上的锥角。
下文描述计算根据该示例和比较例围绕滑动环缠绕的中间转印带的端部部分处的应力的模拟。
根据该示例和比较例，在中间转印带的旋转期间，中间转印带在位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环上的滑动宽度w2被设定为5.6mm(l2＝175.8mm)。在这种条件下，模拟计算根据该示例和比较例围绕位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环缠绕的中间转印带的端部部分处的主应力。图10a示出了计算的结果。
在与图10a中所示的条件相同的条件下，模拟计算根据该示例和比较例围绕位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环缠绕的中间转印带的边缘部分处的主应力的最大值。图10b示出了计算的结果。
根据图10a和10b中所示的示例的滑动环33提供了如下锥形型线：其中，锥角从2度锥角(其位于与y'轴线垂直地相交的z'轴线上的±90度位置处，如图7b中所示)平滑地变化直到10度的最大锥角，从而形成大致局部椭圆形的外廓。根据该示例，具有最大锥角的位置被设定为图7b中所示的y'轴线上的0度位置，并且计算中间转印带31的主应力。另一方面，对于根据比较例的滑动环330，在整个圆周上锥角被设定为6度以获得与根据该示例的转向辊舵角(转向扭矩)相同的转向辊舵角(转向扭矩)，并且类似地计算中间转印带310的主应力。
如图10a中所示，根据该示例，带缠绕开始位置处的主应力为+1.40mpa，带缠绕结束位置处的主应力为+0.9mpa，并且应力幅度δ为0.5mpa。另一方面，根据比较例，带缠绕开始位置处的主应力为-4.1mpa，带缠绕结束位置处的主应力为-7.8mpa，应力幅度δ为3.7mpa。如图10b中所示，带边缘部分处的主应力的最大值根据该示例为+55.4mpa，而根据比较例为+62.8mpa。
如上所述，结果表明，与比较例相比，该示例在带缠绕开始位置和带缠绕结束位置处提供了更小的主应力值。这意味着本示例性实施例减小了围绕滑动环33缠绕的中间转印带31的边缘部分处的畸变、以及中间转印带的端部部分处的变形应力。结果还表明，与比较例相比，该示例提供了更小的应力幅值。这意味着从中间转印带31的寿命的角度来看，本示例性实施例也是有利的。如上所述，结果表明，本示例性实施例使得可以减小围绕滑动环33缠绕的中间转印带31的边缘部分处的畸变、以及中间转印带的端部部分处的变形应力，而不会使转向性能劣化。
下面将参照图11、参照图7a和7b来描述第二示例性实施例。图11示出了根据本第二示例性实施例的滑动环的锥形部分的锥形型线。对于根据本示例性实施例的锥形型线，10度的最大锥角的范围相对于根据第一示例性实施例的滑动环33的带缠绕方向上的相位延展。根据本示例性实施例的其它构造和动作与根据第一示例性实施例的那些类似，并且下文将集中对与第一示例性实施例的不同之处进行描述。
根据本示例性实施例，滑动环33提供了如下锥形型线：其中，滑动环的10度的最大锥角的范围相对于y'轴线(图7b)延伸了±45度(从-45到+45度)。参照图11中所示的滑动环33的锥形型线，根据本示例性实施例的大锥角区域β的范围为104.9度。由于全色模式中的带缠绕区域α的范围为151.4度，因此大锥角区域β与带缠绕区域α之比(占据率)为69.3％。参照图11中所示的锥形型线的斜率，锥角朝向最大锥角每度带缠绕角度变化高达0.791度。
本示例性实施例也满足根据第一示例性实施例的上述条件。因此，与第一示例性实施例类似，可以减小围绕滑动环缠绕的中间转印带的边缘部分处的畸变、以及中间转印带的端部部分处的变形应力，而不会使转向性能劣化。
下面将参照图12、参照图7a和7b来描述第三示例性实施例。根据本示例性实施例，锥形部分的具有最大倾斜角度的位置被包括在相对于带缠绕区域α在锥形部分的周向方向上的中间位置±45度(-45度以上且+45度以下)的范围内。更具体地，下文描述具有最大锥角的位置不固定到带缠绕区域α的中间位置而是被包括在该中间位置附近±45度的范围内的情况。根据示例性实施例的其它构造和动作与根据第一示例性实施例的那些类似，并且下文将集中对与第一示例性实施例的不同之处进行描述。。
在图7a和7b所示的构造中，模拟计算当具有最大锥角的位置在带缠绕区域α的中间位置附近±45度的范围内变化时转向辊32的倾斜舵角。图12示出了计算的结果。在这种情况下，在中间转印带的旋转期间，中间转印带在位于带横向移动方向上的那侧处的滑动环上的滑动宽度w2被设定为5.6mm(l2＝175.8mm)。
对于图12中所示的水平轴线上的0度位置，将图7b中所示的y'轴线上的0度位置(带缠绕区域α的中间位置)设定为具有最大锥角的位置。根据本示例性实施例的滑动环提供如下锥形型线：其中，锥角从0度锥角(其位于与y'轴线垂直地相交的z'轴线上的±90度位置处)平滑地变化直到10度的最大锥角(图7b和8中所示)，从而形成椭圆形的外廓。
如图12中所示，结果表明，在具有最大锥角的0度位置处，转向辊32的倾斜舵角最大化，并且当具有最大锥角的位置相对于该位置(0度)变化时，倾斜舵角的值在正方向和负方向上均平缓下降。因此，结果表明，将带缠绕区域α的中间位置(图7b中所示的y'轴线上的0度位置)设定为具有最大锥角的位置能够使围绕转向辊32的转向轴线的力矩最大化。
结果表明，在设计中，如果转向辊的舵角被设定为0.3度以上(在0.3度以上的舵角下转向是可能的)，则根据本示例性实施例的具有最大锥角的位置可以被设定在相对于带缠绕区域α的中间位置±45度的范围内的任意位置处。
如上所述，同样在本示例性实施例中，可以减小围绕滑动环缠绕的中间转印带的边缘部分处的畸变、以及中间转印带的端部部分处的变形应力，而不会使转向性能劣化。
上述示例性实施例基于的前提是转向辊32的转向轴线平行于y轴线(图7b)。但是，转向轴线可以根据构造而适当地设定。例如，转向轴线可以布置在带缠绕区域α的中间位置处的y'轴线(图7b)上。可以设置多个转向辊。在这种情况下，期望的是所有的转向辊都满足上述示例性实施例的条件。
尽管上述示例性实施例基于的前提是带部件为中间转印带，但是带部件不仅可应用于中间转印带，而且还可应用于记录材料传送带、定影带、压力带、以及构造成在由多个辊拉伸的同时旋转的其它带。记录材料传送带静电地吸附并传送记录材料。在使用记录材料传送带的示例性构造中，调色剂图像从感光鼓直接转印到由记录材料传送带承载的记录材料上。作为定影装置的部件的定影带被加压以加热由所传送的记录材料承载的调色剂图像。压力带是用于在压力带与定影装置的定影辊或定影带之间形成对记录材料进行加热加压的定影夹持部分的带。
可应用上述带传送设备的成像设备包括复印机、打印机、传真机和具有这些设备的多个功能的多功能外围设备。
尽管在本示例性实施例中，在包括转向辊的旋转轴线的横截面中锥形部分33a是线性地形成的，但是锥形部分33a可以形成为曲面。在这种情况下，倾斜角度由转向辊的旋转轴线和与曲面接触的切平面之间的角度限定。
根据本公开，可以提供用于在降低带部件的边缘部分处的应力的同时确保转向性能的构造。
虽然已经参照示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应当被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这些修改以及等同的结构和功能。