JP2004109469A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト状回転体の幅方向一部に貼付け材を設けたベルト状回転体を用いる画像形成装置において、ベルト状回転体の貼付け材に起因する予期せぬ変形を防止する。
【解決手段】ベルト状回転体としての中間転写ベルト１０の端部裏面に移動量検出用の貼付け材としてのスケール７０を設ける。タンデム型画像形成装置２０にスケールを読み取るスケール読み取り手段としてのセンサ１２ａ〜ｃを設ける。そして、中間転写ベルトのヤング率がスケールのヤング率より大きくなるような材質のものを両者に用いる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは転写ベルト、搬送ベルト等の画像形成用のベルト状回転体を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置に用いられるベルト状回転体としては、例えば、中間転写方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトや、転写材を担持搬送し転写ニップを通過させるために用いられる転写材搬送ベルト等がある。
中間転写ベルトを用いた画像形成装置としては、例えば、タンデム型中間転写方式の画像形成装置がある。タンデム型中間転写方式の画像形成装置は、複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それら単色トナー画像を順次中間転写ベルト上に転写する。これによって中間転写ベルト上に合成カラー画像を形成する。中間転写ベルト上の合成カラー画像は転写材上に一括して転写される。
転写材搬送ベルトを用いた画像形成装置としては、例えば、タンデム型直接転写方式の画像形成装置がある。タンデム型直接転写方式の画像形成装置は、複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成する。それら複数の感光体上に各々形成した単色トナー画像を転写材搬送ベルト上に担持搬送されてくる１枚の転写材上に順次重ね合わせ転写することによって転写材上に合成カラー画像を形成する。
【０００３】
上記のようなベルト状回転体（以下、ベルトという）は通常、複数のローラに張架されておりそのうちの駆動ローラの回転駆動によって無端移動するよう回転駆動されていた。
また、ベルトには、従来、種々の目的でベルト幅方向の一部表面又は裏面にシート等を貼り付けて用いることがあった。例えば、ベルトの移動量を検知するためにセンサによって読み取らせるスケールとしてのシート（以下、スケールという）（特許文献１参照）や、ベルトの端部ひび割れを防止する目的でベルト両端に貼り付ける保護シールがある。また、ベルト駆動時にベルトがローラの軸方向一端に寄ることを防止する目的でベルト両端に内部に突き出すように貼り付ける寄り止め等もある。図１３は、画像形成装置内部に設けられたベルトＶの斜視図である。ベルト幅方向両端には、シート等（以下、貼付け材Ｓという）が貼り付けられている。ベルトＶは、画像形成装置内で駆動されるときには図中ａ方向に回転駆動される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２４５０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そして、表面又は裏面の幅方向一部に貼付け材Ｓを貼り付けたベルトＶを用いた画像形成装置において、次のことが発生する場合があった。
ベルトＶの回転駆動が継続されるとベルト幅方向両端が内側に湾曲することがあったのである。図１４はベルト端部が内側に湾曲したときの状態を示す図で、図１３中ＸのラインでベルトＶを切断したもの、図１５は図１４において枠で囲んだベルト一端部分の拡大斜視図である。図１４に示すように、ベルト内面の幅方向両端に貼付け材Ｓを設けた場合、ベルト両端が貼付け材Ｓ側に湾曲してしまう。ベルトＶが複数のローラに張架されテンションをかけられると、ベルトＶには幅方向に均一な張力がかかる。しかし、貼付け材Ｓを設けたベルト端部の伸び量が貼付け材Ｓを設けていないベルト中央部の伸び量より小さい。この伸び量の差により、伸び量の少ない貼付け材Ｓを設けた部分の周長が伸び量の多いベルト単体部分の周長より短くなる。結果的に、ベルトＶには図１５のように伸び量の少ない貼付け材Ｓを設けた部分と伸び量の多いベルト単体部分との境目で傾きをもった変形が生じ、ベルト両端が内側に湾曲するのである。
【０００６】
画像形成装置に用いるベルトに上記のようなベルトの変形が生じると、次のような不具合が発生する。
ベルト内面の一箇所に検知マークを設けかつ検知マークに対向する位置にセンサを設けた構成において、ベルトの幅方向端部が内側に湾曲すると、検知マークの通過位置がセンサに対向する位置からずれる場合がある。このため、検知タイミングがずれたり検知できなかったりしてしまう。
また、複数のローラに張架したベルトを駆動する場合、ベルトの寄りを防止するためにベルト幅方向端部の内面に内側に突起した寄り止めを設けることがある。この寄り止めが設けられたベルトにおいて幅方向端部が内側に湾曲すると、寄り止めがローラの端面に当たらずローラの角にぶつかったりローラ側面に乗り上げたりする場合がある。この場合、ベルトの駆動不良が生じてしまう。
更に、貼付け材Ｓがベルトの移動速度を検知するためのスケールであり、ベルト駆動時にスケールに対向する位置に設けたセンサでベルト移動速度検知を行う構成においては、次のようなことが生じる恐れがある。図１６に示すように、スケールの角度がセンサ１２に対して傾いてしまうことになり、移動速度の検出精度が悪くなったり、場合によっては検出不能となったりしてしまう。そして、検知結果に応じて種々の制御を行う構成においては、その制御に不都合が生じしてしまう。
【０００７】
ところで、前記のようにベルト単体部分と貼付け材Ｓを設けた部分との伸び量が異なることによってその境目ｄで傾きをもった変形が生じるのは、貼付け材Ｓをベルト幅方向端部に貼付けた場合のみに生じることではない。例えばベルト幅方向中央に貼付け材を設けた場合には、ベルト中央の伸びが少なくその両側で伸びが多くなり、境目で傾きをもった変形が生じる。そして、ベルトＶの変形によって予期せぬ不具合が生じる恐れがある。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは次のことである。即ち、ベルト状回転体の幅方向一部に貼付け材を設けたベルト状回転体を用いる画像形成装置において、ベルト状回転体の貼付け材に起因する予期せぬ変形を防止することができるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成に用いるベルト状回転体と、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、該ベルト状回転体の幅方向一部に貼り付けられた貼付け材とを有する画像形成装置において、ベルト状回転体のヤング率＞貼付け材のヤング率としたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記貼付け材が、ベルト状回転体の端部を保護する保護シールであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記貼付け材が、ベルト状回転体の移動量を検出するためのスケールであり、該スケールを読み取るスケール読み取り手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、ベルト状回転体にかかる張力をＴ、形成する画像の最大長をＬ、ベルト状回転体のヤング率をＥ、ヤング率バラツキをａとしたとき、数２の関係を満たすようなヤング率であるベルト状回転体を用いたことを特徴とするものである。
【数２】
Ｔ／Ｅ×Ｌ×ａ≦０．０３［ｍｍ］
Ｔ：ベルト状回転体にかかる張力［Ｎ／ｍｍ^２］
Ｅ：ベルト状回転体のヤング率［ＭＰａ］
Ｌ：画像最大長［ｍｍ］
ａ：ヤング率バラツキ
また、請求項５の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記スケール読み取り手段の検出結果に基づいて、上記駆動手段の駆動源を制御するベルト駆動制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項３又は４の画像形成装置において、上記スケール読み取り手段の検出結果に基づいて、画像形成開始タイミングを制御する画像形成タイミング制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、上記ベルト状回転体に、該ベルト状回転体駆動時のベルト寄りを防止するための寄り止め部材を設け、かつベルト状回転体のヤング率＞寄り止め部材のヤング率としたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、上記ベルト状回転体が、表面に画像を転写されることにより該画像を一時的に担持する中間転写ベルト１０であることを特徴とするものである。また、請求項９の発明は、請求項１、２，３，４，５，６，７，又は８の画像形成装置において、上記ベルト状回転体が、画像が転写される転写材を表面に担持搬送する転写材搬送ベルトであることを特徴とするものである。
請求項１の画像形成装置においては、ベルト状回転体に貼り付ける貼付け材としては、そのヤング率がベルト状回転体より低いものを用いる。貼付け材のヤング率がベルト状回転体より低いため、ベルト状回転体が駆動手段によって回転駆動されるうちにベルトに張力がかかった場合に生じるベルト単体部分とベルトに貼付け材を貼り付けた部分との伸び量の差が、貼付け材のヤング率がベルト状回転体のヤング率以上の場合に比して小さくなる。このため、ベルト状回転体の幅方向において貼付け材を設けた領域と貼付け材を設けていない領域とでのベルトの伸び量の差を小さくすることができ、貼付け材のヤング率がベルト状回転体のヤング率以上の場合に生じるベルト状回転体の変形を防止する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機であるカラー電子写真複写機（以下、「カラー複写機」という）に適用した実施形態１について説明する。図１は本実施形態１に係るカラー複写機の概略構成図である。本カラー複写機は、複写機本体１００、給紙テーブル２００、スキャナ３００、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００から主に構成されている。
【００１１】
上記複写機本体１００には、中央に、ベルト状回転体としての中間転写ベルト１０を設ける。この中間転写ベルト１０は、図示例では３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回され、図中時計回りに回転搬送されるようになっている。そして、３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左側に、画像転写後に中間転写ベルト１０１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置１７を設ける。
また、３つの支持ローラのうち第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５と間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、ブラック，シアン，マゼンタ，イエロの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置している。これによりタンデム型中間転写方式の画像形成装置２０（以下、タンデム画像形成装置という）を構成する。このタンデム画像形成装置２０の上方には、さらに露光装置２１を設ける。
【００１２】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００１３】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【００１４】
さて、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１５】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック，イエロ，マゼンタ，シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００１６】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れる。これを搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００１７】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００１８】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００１９】
本実施形態のカラー複写機は、中間転写ベルト１０の移動量を検出するための構成を有している。
図２は、中間転写ベルト１０に移動量検出用の貼付け材としてのスケール７０を設けた状態を示す斜視図である。図３は、中間転写ベルト１０に設けたスケール７０を読み取るスケール読み取り手段としてのセンサ１２ａ〜ｃを設けたタンデム型画像形成装置２０の部分拡大図である。図２に示すように、スケール７０は、中間転写ベルト１０の幅方向端部に中間転写ベルト１０内周面全周に亘って貼されている。図３において、センサ１２ａ、ｂ、ｃは、支持ローラ１４と支持ローラ１５との間の空間で各転写位置の略中間位置に、スケール７０から所定距離離して設置されている。スケール７０を中間転写ベルト１０の内周面に設けているので、スケール７０を読み取るセンサ１２ａ〜ｃを比較的クリーンで且つ他の部材のレイアウトに影響を及ぼさない空間である中間転写ベルト１０の内側に設けることができる。さらに、スケール７０を中間転写ベルト１０端部、即ち画像形成領域外の中間転写ベルト１０裏面に設けている。このため、画像にスケール７０を設けていることによって生じる予期せぬ影響を回避することができる。
【００２０】
また、中間転写ベルト１０が支持ローラ１４，１５，１６の回転軸方向に寄れるのを防止するために、中間転写ベルト１０の端部には寄り止め部材７３が貼付されている。支持ローラ１４，１５，１６は寄り止め部材７３の内側で回転する。図４は、図２のＹ断面図である。図４に示すように、中間転写ベルト１０回転時にスケール７０が支持ローラ１４，１５，１６表面に接触して損傷するのを防止するために、支持ローラ１４，１５，１６の端部にはスケール７０の厚みより大きい間隔ｃをもった逃げ部１５ａが形成されている。
【００２１】
なお、上記スケール７０及びセンサ１２ａ、ｂ、ｃは、光学的に読み取り可能な方式であっても、磁気的に読み取り可能な方式であってもよい。本実施形態においては、プラスチックシート上に微細、精密ピッチの光反射面及び非反射面を回転方向に交互に形成したスケール７０と、スケール７０に集光ビームを照射し、スケール７０の光反射面からの反射光を読み取る光学式センサとを用いている。
本実施形態のスケール７０は、光学的に読み取り可能なスケール７０であり、プラスチックシート上に微細、精密ピッチの光反射面及び非反射面が走行方向に交互に形成されている。この光反射面Ｂ及び非反射面Ｃは、例えばプラスチックシート上にアルミニウムやニッケル等の高反射率を示す材料を蒸着し、非反射面となるべき部分の蒸着物質をエキシマレーザ等のレーザ光で選択的に除去することにより形成することができる。図５（ａ）（ｂ）に示すスケール７０の構成例では、中間転写ベルト１０搬送方向（図中ａ方向）の光反射面Ｂと非反射面Ｃとからなる１対のピッチＰを１０〜２０μｍに設定し、そのうち光反射面Ｃの幅を上記ピッチＰの半分程度の寸法に設定した。
【００２２】
図６は、スケール７０をセンサ１２で読み取っているときのセンサ１２とスケール７０との理想的な位置関係を示した図である。図６に示すように、中間転写ベルト１０に設けたスケール７０をセンサ１２で読み取って中間転写ベルト１０移動量を検出し、これによって中間転写ベルト１０の回転位置及び移動量を直接且つ正確に検出可能にしている。すなわち、中間転写ベルト１０の伸縮や、感光体速度の微小差等による影響も全て含めて、中間転写ベルト１０の移動量（回転位置）を正確に検出可能にしている。そして、中間転写ベルト１０の移動速度も正確に検出可能にしている。
【００２３】
ところが、上記構成において中間転写ベルト１０移動量の検知結果に誤差が生じる場合があった。その原因を本発明者が検討したところ、センサ１２とスケール７０との位置関係が図６に示す理想的な位置関係にならない場合があり、それが直接的な原因であることがわかった。
中間転写ベルト１０にスケール７０や寄り止め部材７３を貼り付けた後、支持ローラ１３，１４，１５によって中間転写ベルト１０にテンションをかける必要がある。このとき、中間転写ベルト１０のヤング率がスケール７０のヤング率よりも低いと、スケール７０が貼り付けてある部分は中間転写ベルト１０がスケール７０によって補強された状態となっているため、中間転写ベルト１０単体部分よりも伸びが少なくなる。このため、図１５に示したようにスケール７０と中間転写ベルト１０の継ぎ目に傾きをもった変形が生じてしまう。結果的に図１６のようにセンサ１２に対してのスケール７０の角度が傾いてしまうことになり、速度検出精度が悪くなって検知結果に誤差が生じるのである。また、更に過度な中間転写ベルト１０の変形が生じた場合は、速度検出不能になってしまう恐れもある。
【００２４】
そこで、本実施形態１においては、中間転写ベルト１０のヤング率とスケール７０のヤング率の関係が、
中間転写ベルト１０のヤング率＞スケール７０のヤング率
の関係を満たすような材質のものを両者に用いる。
中間転写ベルト１０の材質としてはポリイミド、スケール７０の材質としては上記のものを用いている。このとき、中間転写ベルト１０のヤング率は３０００〜７０００［ＭＰａ］の範囲となる。スケール７０のヤング率は３００〜８００［ＭＰａ］の範囲となる。そして本実施形態においては、中間転写ベルト１０のヤング率が７０００［ＭＰａ］、スケール７０のヤング率が５５０［ＭＰａ］のものを用いる。
【００２５】
このようにして中間転写ベルト１０のヤング率をスケール７０のヤング率より高く、即ちスケール７０のヤング率が中間転写ベルト１０のヤング率より低くなるようにすると、中間転写ベルト１０にテンションをかけた際にもスケール７０は中間転写ベルト１０の伸びに従う。従って、ベルト幅方向中央部のみが伸び端部が伸びずにベルト端部が内側に湾曲するという現象が生じない。よって、図１６で示したようなスケール７０の角度がセンサ１２に対して傾いてしまうことがない。また、温度変化によりスケール７０が中間転写ベルト１０貼付け時より縮む場合があり、その場合には中間転写ベルト１０波打ちが発生する恐れがある。しかし、本実施形態のように中間転写ベルト１０のヤング率をスケール７０のヤング率より高くしていれば、中間転写ベルト１０はスケール７０の縮みに従う変形をしないので、ベルト波打ちの発生も防ぐことができる。
【００２６】
尚、中間転写ベルト１０のヤング率が低い場合には、中間転写ベルト１０にかかる張力によるベルトの伸び量が大きく、スケール７０もベルトに沿って伸びる。スケール７０の伸び量が一定であればセンサ１２による速度検出精度に問題はないが、ベルトのヤング率ばらつきがあるためスケール７０の伸び量にも変化が生じる。スケール７０の伸び量の変化幅が大きいと、中間転写ベルト１０の検出速度上でのばらつきが画像上問題となるレベルとして発生することが確認されている。
本実施形態においては、中間転写ベルト１０にかかる張力をＴ、形成する画像の最大長をＬ、中間転写ベルト１０のヤング率をＥ、ヤング率バラツキをａとしたとき、数３の関係を満たしている。
【数３】
Ｔ／Ｅ×Ｌ×ａ≦０．０３［ｍｍ］
Ｔ：中間転写ベルト１０にかかる張力［Ｎ／ｍｍ^２］
Ｅ：中間転写ベルト１０のヤング率［ＭＰａ］
Ｌ：画像最大長［ｍｍ］
ａ：ヤング率バラツキ
ここで、中間転写ベルト１０にかかる張力Ｔが１［Ｎ／ｍｍ^２］、Ａ３の画像とするとその画像最大長Ｌが４２０［ｍｍ］、ヤング率に１０［％］程度のバラツキがあるとしてヤング率バラツキａを０．１とする。そして、上記のように中間転写ベルト１０のヤング率を７０００［ＭＰａ］とし数３に代入すると、０．００６［ｍｍ］となる。これは、Ａ３画像を中間転写ベルト１０に転写する際、画像先端から後端までの距離のバラツキが最大０．００６［ｍｍ］程度となることを意味する。中間転写ベルト１０上に複数の画像を転写する場合の画像上色ずれが最大０．００６［ｍｍ］程度となる。一般的に、画像上色ずれは０．０３［ｍｍ］を超えると目視で認識されてしまう。本実施形態においては、画像上色ずれが０．００６［ｍｍ］であるので、色ずれの問題はない。
【００２７】
尚、本実施形態においては、中間転写ベルト１０としてヤング率が７０００［ＭＰａ］のものを使用したが、これに限るものではない。画像上色ずれが０．０３［ｍｍ］以下であれば色ずれの問題はない。従って上記のように張力Ｔが１［Ｎ／ｍｍ^２］、画像最大長Ｌが４２０［ｍｍ］、ヤング率に１０［％］の場合、中間転写ベルト１０のヤング率を１４００［ＭＰａ］以上にすれば色ずれの問題はない。但し、より望ましくはヤング率３０００［ＭＰａ］以上である。本実施形態に用いる中間転写ベルトのヤング率は、その材質から３０００〜７０００［ＭＰａ］の範囲となるので、全て問題ない。また、中間転写ベルト１０にかかる張力Ｔ、形成する画像の画像最大長Ｌ、ヤング率バラツキａ等によっても中間転写ベルト１０ヤング率の許容範囲は異なる。いずれにしても、画像上色ずれが０．０３［ｍｍ］以下となるよう設定すればよい。
【００２８】
従来、中間転写ベルト１０の移動速度が変動すると、中間転写ベルト１０上に転写される画像の長さが変動する。図７は、中間転写ベルト１０移動速度の検出結果と中間転写ベルト１０上の画像長さの変動との関係を示すグラフで、（ａ）は従来例、（ｂ）は本実施形態である。図８は、中間転写ベルト１０上へ画像が転写される１次転写ニップの部分拡大図である。図９において、一定速度で駆動される感光体に対して中間転写ベルト１０の移動速度が変動すると、１次転写ニップＮ１では、感光体上で同じ長さの画像に対して対向する中間転写ベルト１０の長さが異なる。１次転写ニップで中間転写ベルト１０の速度が遅いと中間転写ベルト１０上では画像が短く（図中ｓ）縮み、中間転写ベルト１０の速度が速いと中間転写ベルト１０上では画像が長く（図中ｆ）伸びる。この関係を示したものが図７（ａ）である。
図７（ａ）は、横軸に１次転写ニップにくる中間転写ベルト１０の位置、縦軸に中間転写ベルト１０移動速度と１次転写した画像の長さを示している。図中Ｖ１のように、従来は中間転写ベルト１０移動速度の検出結果が速かったり遅かったりしていた。そして、その速度変動に伴って中間転写ベルト１０上に転写された画像の長さＬ１も、長くなったり短くなったり変動していた。
そこで、このベルト速度を一定になるように駆動にフィードバックしてやれば、画像の伸び縮みもなくなり、倍率が一定で位置ずれのない良好な画像が得られることになる。
【００２９】
そこで本実施形態２のカラー複写機は、中間転写ベルト１０の走行位置、走行速度を精密にフィードバック制御するために、図９に示すフィードバック制御系を設けている。このフィードバック制御系は、中間転写ベルト１０の内側内面に設けた微細目盛のスケール７０を読み取るセンサ１２からの信号を位置信号に変換する位置検出回路７７と、速度信号に変換する速度検出回路７８とを備え、各々の信号、位置信号及び速度信号を負帰還するマイナーループのフィードバック制御系を構成している。
【００３０】
図９のフィードバック制御系において、制御対象である中間転写ユニットの機構は、駆動モータ部７５、メカ部７６、中間転写ベルト１０、スケール７０の４つのブロックに分けられ、フィードバック制御の置換法則に従って接続したモデルとして表現している。ここで、駆動モータ部７５は、図示しない駆動モータ、回転軸等から構成され、一体的に回転運動する。メカ部７６は、３本の支持ローラ１４，１５，１６から構成されており、中間転写ベルト１０と摩擦により連結され、駆動モータ部７５の回転が伝達される。
【００３１】
また、中間転写ベルト１０とスケール７０とは一体であり、メカ部７６との摩擦により回転運動する。したがって、中間転写ベルト１０及びスケール７０の回転運動には、駆動モータの速度変動等とともに、３本の支持ローラ１４，１５，１６との摩擦による滑りも全て含めて、中間転写ベルト１０及び微細、精密目盛のスケール７０に伝搬される。よって、センサ１２は、中間転写ベルト１０の移動量（回転位置）を正確に検出することができる。すなわち、上記センサ１２の出力から演算して得られる位置信号と速度信号は、中間転写ベルト１０に対して直接検出した正確な検出結果である。なお、中間転写ベルト１０の移動量（回転位置）の正確な検出結果が得られるので、書込みタイミングの補正などを正確に行うこともできる。
【００３２】
また、位置制御回路７１は、位置検出回路７７からの正確且つ微細な位置信号と、位置指令（目標位置）との偏差を演算し、速度指令（目標速度）を正確に算出して出力することができる。さらに、速度制御回路７２は、位置制御回路７１からの正確な速度指令（目標速度）と、速度検出回路７８からの速度信号との偏差を演算する。そして、図示しない駆動モータに供給する正確な電力量を算出して電力変換回路７３に出力し、駆動モータを制御する。したがって、中間転写ベルト１０の移動量（回転位置）を正確且つ精密にフィードバック制御することができる。
【００３３】
図９のフィードバック制御系は、アナログ回路あるいはデジタル回路で構成することが可能である。上記位置検出回路７７、速度検出回路７８、位置制御回路７１及び速度制御回路７２は、ごく一般に市販されている高速、高精度、高信頼性の演算が得られる電子部品を用いることができる。例えば、オペアンプ、カウンタ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などにより構成することができる。また、上記電力変換回路７３は、バイポーラトランジスタ（シリコンなど）、ＦＥＴトランジスタなど一般的なトランジスタにより構成することができる。
【００３４】
尚、図３に示したように３つのセンサ１２ａ，ｂ，ｃで検出した速度の平均値に基づいて、中間転写ベルト１０の速度制御を行った。これにより、各転写位置でのベルト速度をより一定に保つことができた。図８（ｂ）はこのときの画像の長さを示したものである。上記の中間転写ベルト１０駆動制御を行うことによって中間転写ベルト１０移動速度はＶ２に示すように一定速度となる。このとき、中間転写ベルト１０上に転写された画像の長さＬ２は一定の長さとなった。
【００３５】
本実施形態においては３つのセンサ１２ａ，ｂ，ｃを設けたが，これに変えてセンサを２つ又は１つにすることも可能である。センサ１つの場合は、その検出結果に基づいて中間転写ベルト１０の速度制御を行う。
【００３６】
次に、実施形態１の変形例について説明する。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、変形例である中間転写ベルト１０を図２のＺ断面図で示したものである。中間転写ベルト１０には、中間転写ベルト１０端部を保護するための保護シールを貼付け材として設けている。更に、スケール７０と寄り止め部材７３も設けている。保護シールはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から構成されており、中間転写ベルト１０端部に貼り付けることにより中間転写ベルト１０端部のひび割れ等を防止するものである。
保護シールを設ける位置は、図１０（ａ）のように中間転写ベルト１０のスケール７０を設けていない側の端部外側面に設ける方法がある。この他図１０（ｂ）のように中間転写ベルト１０両端の外側面に設ける方法、（ｃ）のようにスケール７０を設けていない側の端部内面に設ける方法など種々の位置が可能である。また、図１０（ａ）〜（ｃ）に示した位置に限るものでもない。
【００３７】
そして、本変形例においては、中間転写ベルト１０のヤング率と保護シールのヤング率の関係が、
中間転写ベルト１０のヤング率＞保護シールのヤング率
の関係を満たすようにしている。
保護シールの材質に上記のものを用いているので、保護シールのヤング率は３００〜８００［ＭＰａ］の範囲となる。そして、本実施形態においては、保護シールのヤング率を上記のスケール７０のヤング率と同じ５５０［ＭＰａ］にしている。
【００３８】
更に、本変形例においては、中間転写ベルト１０のヤング率と寄り止め部材のヤング率の関係が、
中間転写ベルト１０のヤング率＞寄り止め部材のヤング率
の関係を満たすようにしている。
本実施形態においては、この寄り止め部材の材質は、ウレタンゴムとその内部に設けたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とを一体形成した構成の寄り止め部材を用いている。そして、寄り止め部材のヤング率を上記スケール７０のヤング率と同じ５５０［ＭＰａ］にしている。尚、寄り止め部材は厚みが１［ｍｍ］程度とスケール７０等に比して厚みがあるため、よりヤング率の低いウレタンゴムを用いてもよい。このような寄り止め部材はヤング率が２〜１０［ＭＰａ］となり適している。但し本実施形態の寄り止め部材のようにウレタンゴム＋ＰＥＴとすると、寄り止め部材に強度をもたせることができる。
【００３９】
〔実施形態２〕
次に本発明を適用した実施形態２について説明する。上記実施形態１では、タンデム型間接転写方式のカラー複写機における中間転写ベルト１０に本発明を適用した例について説明したが、直接転写方式のカラー複写機における転写材搬送ベルトとしてのシート搬送ベルト６０に適用することもできる。図１１は、タンデム型直接転写方式画像形成装置２０とシート搬送ベルト６０近傍の概略構成図である。
図１１において、シートＳはシート搬送ベルト６０上に密着して図中ｂ方向に搬送され、４つの転写装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂによって各色トナー像が各転写ニップＮｙ、Ｎｍ、Ｎｃ、Ｎｂで直接シートＳ上に転写される。
また、本実施形態２のシート搬送ベルト６０にも、実施形態１の中間転写ベルト１０と同様に幅方向端部にスケール７０が設けられ、そのスケール７０のヤング率がシート搬送ベルト６０のヤング率より低くなっている。また、それぞれ各転写位置の略中間位置に速度検出用のセンサ１２ａ，ｂ，ｃが設けられており、シート搬送ベルト６０の移動速度が検知可能となっている。
【００４０】
そして、本実施形態２においては、シート搬送ベルト６０の移動速度検出結果に基づいて画像形成装置２０による画像形成開始タイミングをフィードバック制御している。
【００４１】
そこで本実施形態２のカラー複写機は、シート搬送ベルト６０の走行位置、走行速度を精密にフィードバック制御するために、図１２に示すフィードバック制御系を設けている。このフィードバック制御系は、シート搬送ベルト６０の内側内面に設けた微細目盛のスケール７０を読み取るセンサ１２からの信号を位置信号に変換する位置検出回路７７と、速度信号に変換する速度検出回路７８とを備え、各々の信号、位置信号及び速度信号を負帰還するマイナーループのフィードバック制御系を構成している。
【００４２】
図１２のフィードバック制御系において、制御対象であるシート搬送ユニットの機構は、駆動モータ部７５、メカ部７６、シート搬送ベルト６０、スケール７０の４つのブロックに分けられ、フィードバック制御の置換法則に従って接続したモデルとして表現している。ここで、駆動モータ部７５は、図示しない駆動モータ、回転軸等から構成され、一体的に回転運動する。メカ部７６は、２本の支持ローラから構成されており、シート搬送ベルト６０と摩擦により連結され、駆動モータ部７５の回転が伝達される。
【００４３】
また、シート搬送ベルト６０とスケール７０とは一体であり、メカ部７６との摩擦により回転運動する。したがって、シート搬送ベルト６０及びスケール７０の回転運動には、駆動モータの速度変動等とともに、２本の支持ローラとの摩擦による滑りも全て含めて、シート搬送ベルト６０及び微細、精密目盛のスケール７０に伝搬される。よって、センサ１２は、シート搬送ベルト６０の移動量（回転位置）を正確に検出することができる。すなわち、上記センサ１２の出力から演算して得られる位置信号と速度信号は、シート搬送ベルト６０に対して直接検出した正確な検出結果である。なお、シート搬送ベルト６０の移動量（回転位置）の正確な検出結果が得られるので、書込みタイミングの補正などを正確に行うこともできる。
【００４４】
また、位置制御回路７１は、位置検出回路７７からの正確且つ微細な位置信号と、位置指令（目標位置）との偏差を演算し、速度指令（目標速度）を正確に算出して出力することができる。さらに、速度制御回路７２は、位置制御回路７１からの正確な速度指令（目標速度）と、速度検出回路７８からの速度信号との偏差を演算する。そして、図示しない駆動モータに供給する正確な電力量を算出して電力変換回路７３に出力し、駆動モータを制御する。したがって、シート搬送ベルト６０の移動量（回転位置）を正確且つ精密にフィードバック制御することができる。
【００４５】
図１２のフィードバック制御系は、アナログ回路あるいはデジタル回路で構成することが可能である。上記位置検出回路７７、速度検出回路７８、位置制御回路７１及び速度制御回路７２は、ごく一般に市販されている高速、高精度、高信頼性の演算が得られる電子部品を用いることができる。例えば、オペアンプ、カウンタ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器などにより構成することができる。また、上記電力変換回路７３は、バイポーラトランジスタ（シリコンなど）、ＦＥＴトランジスタなど一般的なトランジスタにより構成することができる。
【００４６】
尚、以上のように、シート搬送ベルト６０の駆動タイミングを制御することに替えて、画像形成開始タイミングを制御することも可能である。この場合、シート搬送ベルト６０の移動速度検知結果と、各色の転写ニップＮｙ、Ｎｍ、Ｎｃ、Ｎｂ間の距離から、シートＳの転写位置が各色転写ニップＮｙ、Ｎｍ、Ｎｃ、Ｎｂを通過するのにかかる時間を算出する。そしてこの時間だけ作像開始時間を遅らせることにより、作像開始時間間隔を固定値で行った際よりも画像先端をより正確にあわせることができる。
【００４７】
尚、シート搬送ベルト６０を正確に駆動したとしてもシート自体の表面摩擦係数や硬さ等にバラツキがあり、シートが予期せぬ動きをする場合がある。よって、シート搬送ベルト６０の移動速度変動に起因する転写位置ずれは極力回避することが望まれる。
【００４８】
以上実施例１及び２のカラー複写機では、速度検出用のスケール７０（不図示）とセンサ１２ａ，ｂ，ｃとを中間転写ベルト１０やシート搬送ベルト６０の内側に配置している。これにより、感光体や現像装置等の他の部材との間でレイアウト上の干渉がなく、装置の小型化を図ることができる。また、トナー付着による検出不良等も防ぐことができる。
【００４９】
尚、上記実施形態１及び２では、複数の感光体を有するタンデム式の装置を用いたが、本発明が適用できる装置はこれらにかぎるものではない。例えば、１ドラム型の間接転写方式のプリンタに適用してもよい。１つの感光体４０上に順次現像されて形成された合成カラー画像を複数の支持ローラに掛け回された中間転写ベルト１０に転写した後、その中間転写ベルト１０上の合成カラー画像をシートＳに一括転写するカラープリンタである。このプリンタにおいて、中間転写ベルト１０の内周面に本件発明のスケール７０を設け、センサ１２で検知可能にする。このような構成によって、上記実施形態１及び２と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
実施形態１においては、中間転写ベルト１０のヤング率をスケール７０のヤング率より高くしている。これによって、ベルト端部が内側に湾曲することがなく、図１６で示したようなスケール７０の角度がセンサ１２に対して傾くことがない。従って、ベルトの速度検出精度を良好に保つことができる。
実施形態１の変形例においては、中間転写ベルト１０のヤング率が保護シールのヤング率より高くなるようにしている。これによって、ベルト端部が内側に湾曲することがなく、ベルトの速度検出精度を良好に保つことができる。
また、実施形態１においては、実際の画像上色ずれが０．０３［ｍｍ］以下となるように中間転写ベルト１０のヤング率を設定している。これによって、一般に色ずれが目視では認識されない範囲に抑えることができる。
また、実施形態１においては、センサ１２ａ，ｂ，ｃの検出結果に基づいて中間転写ベルト１０の駆動源としての駆動モータを制御している。これによって、中間転写ベルト１０の速度制御を行い、各転写位置でのベルト速度を一定に保つことができた。よって、画像色ずれのない良好なカラー画像を中間転写ベルト１０上に形成することができる。
実施形態２においては、シート搬送ベルト６０の移動速度の検出結果に基づいて、作像開始タイミングを制御し、シート上に転写する４色の画像の先端位置を揃えている。よって、シート上に画像色ずれのない良好なカラー画像を形成することができる。
更に、実施形態１の変形例においては、中間転写ベルト１０のヤング率が寄り止め部材のヤング率より高くなるようにしている。これによって、ベルト端部が内側に湾曲することがなく、ベルトの速度検出精度を良好に保つことができる。また、寄り止め部材が支持ローラ１４，１５，１６の端面に当たらずローラの角にぶつかったりローラ側面に乗り上げたりすることもないため、これに起因して生じるベルトの駆動不良も防止することができる。
実施形態１においては、本発明を感光体から転写される画像を一時的に担持する中間転写ベルト１０に適用した。これによって、中間転写ベルト１０上に形成する合成カラー画像の色ずれを防止でき、良好なカラー画像を形成することができる。
実施形態２においては、本発明を画像が転写されるシートを表面に担持するシート搬送ベルト６０に適用した。よって、シート搬送ベルト６０上に担持されるシートへの画像転写位置には、シート搬送ベルト６０の速度変動に起因する位置ずれが生じない。従って、シート搬送ベルト６０上に担持したシートがベルトと同一速度で搬送されれば転写位置の正確な色ずれのない良好な画像を得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１乃至９の画像形成装置によれば、貼付け材を設けた領域と貼付け材を設けていない領域とでベルト状回転体の伸びに差が生じてベルト状回転体が変形することがない。よって、幅方向一部に貼付け材を設けたベルト状回転体を用いる画像形成装置において、ベルト状回転体の貼付け材に起因する予期せぬ変形を防止することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】中間転写ベルトに移動量検出用のスケールを設けた状態を示す斜視図。
【図３】スケール読み取り手段としてのセンサを設けたタンデム型画像形成装置の部分拡大図。
【図４】中間転写ベルトの図２におけるＹ断面図。
【図５】実施形態１にかかるスケールの構成例。
【図６】センサとスケールとの理想的な位置関係を示した図。
【図７】（ａ）は、従来の中間転写ベルト移動速度とベルト上の画像長さの変動との関係を示すグラフ。（ｂ）は、本実施形態の中間転写ベルト移動速度とベルト上の画像長さの変動との関係を示すグラフ。
【図８】１次転写ニップの部分拡大図。
【図９】中間転写ベルトの回転駆動制御を行うフィードバック制御系のブロック図。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、中間転写ベルトを図２のＺ断面図で示した実施形態１の変形例を示す図。
【図１１】実施形態２にかかるタンデム型直接転写方式画像形成装置の概略構成図。
【図１２】シート搬送ベルトの駆動制御を行うフィードバック制御系のブロック図。
【図１３】画像形成装置内部に設けられた従来の中間転写ベルトの斜視図。
【図１４】中間転写ベルト端部が内側に湾曲した従来の不具合を示す図。
【図１５】図１４において枠で囲んだ中間転写ベルト一端部分の拡大斜視図。
【図１６】スケールの角度がセンサに対して傾いた状態を示す従来の不具合を示す図。
。
【符号の説明】
１０　　　中間転写ベルト
１１　　　速度検出用のスケール
１２ａ，ｂ，ｃ　　　速度検出用のセンサ（センサ）
１４，１５，１６　　支持ローラ
１７　　　中間転写ベルトクリーニング装置
１８　　　画像形成手段
２０　　　タンデム型画像形成装置
２２　　　２次転写装置
２４　　　２次転写ベルト
２５　　　定着装置
４０　　　感光体
６０　　　シート搬送ベルト
７０　　　スケール
７７　　　位置検出回路
７８　　　速度検出回路
７３　　　寄り止め部材
１００　　複写機本体
２００　　給紙テーブル
３００　　スキャナ
４００　　原稿自動搬送装置
ｄ　　　境目
Ｓ　　　貼付け材Ｓ
Ｖ　　　ベルト
Ｘ　　　切断面

Claims (9)

1. 画像形成に用いるベルト状回転体と、該ベルト状回転体を回転駆動する駆動手段と、該ベルト状回転体の幅方向一部に貼り付けられた貼付け材とを有する画像形成装置において、
   ベルト状回転体のヤング率＞貼付け材のヤング率
   としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記貼付け材が、ベルト状回転体の端部を保護する保護シールであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、
   上記貼付け材が、ベルト状回転体の移動量を検出するためのスケールであり、該スケールを読み取るスケール読み取り手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、ベルト状回転体にかかる張力をＴ、形成する画像の最大長をＬ、ベルト状回転体のヤング率をＥ、ヤング率バラツキをａとしたとき、数１の関係を満たすようなヤング率であるベルト状回転体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
   

   

   Ｔ：ベルト状回転体にかかる張力［Ｎ／ｍｍ^２］
   Ｅ：ベルト状回転体のヤング率［ＭＰａ］
   Ｌ：画像最大長［ｍｍ］
   ａ：ヤング率バラツキ
5. 請求項３又は４の画像形成装置において、
   上記スケール読み取り手段の検出結果に基づいて、上記駆動手段の駆動源を制御するベルト駆動制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項３又は４の画像形成装置において、
   上記スケール読み取り手段の検出結果に基づいて、画像形成開始タイミングを制御する画像形成タイミング制御手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、
   上記ベルト状回転体に、該ベルト状回転体駆動時のベルト寄りを防止するための寄り止め部材を設け、かつ
   ベルト状回転体のヤング率＞寄り止め部材のヤング率
   としたことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１、２，３，４，５，６，又は８の画像形成装置において、
   上記ベルト状回転体が、表面に画像を転写されることにより該画像を一時的に担持する中間転写ベルト１０であることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１、２，３，４，５，６，７，又は７の画像形成装置において、
   上記ベルト状回転体が、画像が転写される転写材を表面に担持搬送する転写材搬送ベルトであることを特徴とする画像形成装置。

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