JP2005165031A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化により像担持体駆動ベルトの長さが変化しても、各像担持体プーリの位相条件をほぼ同一に確保して色ずれを効果的に防止できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】アイドラプーリ５７の線膨張係数α_pが像担持体駆動ベルト５３の線膨張係数α_bより大きく設定されている（α_p＞α_b）。このように、アイドラプーリ５７の線膨張係数α_Pと像担持体駆動ベルト５３の線膨張係数α_Bとの関係を設定することにより、装置内温度の変化による熱伸縮で像担持体駆動ベルト５３の長さが変化して各像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件が変化しようとしても、アイドラプーリ５７の熱変形がこの像担持体駆動ベルト５３の長さの変化を吸収する。これにより、各像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件がほぼ同一に確保され、画像の位置ずれを生じない。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子写真、ファクシミリ等の画像形成装置の技術分野に関し、特に、直線上に配置された複数の像担持体を１本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するタンデム型の画像形成装置の技術分野に関する。

従来、画像形成装置として、異なる色の複数の像担持体が直線上に配置されたタンデム型の画像形成装置が知られている。このようなタンデム型の画像形成装置においては、各像担持体毎に速度の変動があっても、これらの像担持体によって形成される画像毎の色あわせをより正確に行うことが重要である。そこで、各像担持体の位相を調整して色ずれを抑制することにより、画像毎の色あわせをより正確に行うことが可能であるが、その場合、ギヤ輪列により各像担持体を回転駆動するとともにそれらの位相を調整するようにした場合、ギヤの数が多くなって大きなスペースが必要となる。

このため、異なる色の複数の像担持体を１本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するとともに、各像担持体の位相を調整して色ずれを抑制しつつ、コンパクトに形成した画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

この特許文献１に開示されている画像形成装置は、駆動モータ出力軸上の駆動プーリ、イエロー（Ｙ）の像担持体プーリ、マゼンタ（Ｍ）の像担持体プーリ、シアン（Ｃ）の像担持体プーリ、およびこれらの像担持体プーリ間に配設されたアイドラプーリに１本の無端状の像担持体駆動ベルトであるタイミングベルトを巻装し、駆動モータの駆動力をこのタイミングベルトにより各像担持体プーリに伝達させるとともに、各像担持体プーリとタイミングベルトの噛み合い位置を調整することにより、各像担持体での画像の位置ずれ量の位相を合わせて、色ずれの発生を防止している。
特許第２８０６６１７号公報。

ところで、画像形成装置内の温度が変化すると、各像担持体を回転駆動するタイミングベルトの長さが変化するようになる。このようにタイミングベルトのベルト長が変化すると、予め設定された各像担持体の位相条件が変化してしまう。このため、転写位置での画像の位置がずれて、色ずれが発生してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、温度変化により像担持体駆動ベルトのベルト長が変化しても、各像担持体プーリの位相条件をほぼ同一に確保して色ずれを効果的に防止できる画像形成装置を提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、像担持体プーリがそれぞれ一体回転可能に設けられた複数の像担持体と、隣接する前記像担持体の間に設けられたアイドラプーリと、前記複数の像担持体の各像担持体プーリおよび前記アイドラプーリに巻き掛けられて前記像担持体プーリを回転駆動する１本の像担持体駆動ベルトとを備えた画像形成装置において、前記アイドラプーリが、前記像担持体駆動ベルトの熱伸縮によるベルト長の変化を吸収するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記アイドラプーリの線膨張係数が前記像担持体駆動ベルトの線膨張係数より大きく設定されていることを特徴としている。
更に、請求項３の発明は、前記アイドラプーリにベルト熱伸縮吸収手段が設けられていることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記複数の像担持体の位相を合わせる像担持体位相合わせ手段が設けられていることを特徴としている。

このように構成された請求項１ないし４の発明に係る画像形成装置によれば、温度変化により像担持体駆動ベルトが熱伸縮しても、アイドラプーリがこの像担持体駆動ベルトの熱伸縮によるベルト長の変化を吸収するので、各像担持体プーリの間の位相条件をほぼ同一に確保することができる。したがって、温度変化に伴う像担持体駆動ベルトの長さの変化による画像の位置ずれを防止できるので、色ずれを生ずることのない高品質のカラー画像を得ることができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。
図１に示すように、この例の画像形成装置１は、ハウジング本体２と、このハウジング本体２の前面（図１において右側面）に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４とを備えている。第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３′が設けられており、この開閉蓋３′は第１の開閉部材３と連動または独立して開閉可能とされている。

ハウジング本体２内には、電源回路基板および制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、および給紙ユニット１０がそれぞれ配設されている、また、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１，定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３がそれぞれ配設されている。画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品はハウジング本体２に対して着脱可能に構成されており、これらは転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理あるいは交換可能とされている。第１の開閉部材３はハウジング本体２に、このハウジング本体２の前面下部の両側に架設された回動軸３ｂを介して開閉自在に装着されている。

転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設された図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設された従動ローラ１５と、これらの駆動ローラ１４と従動ローラ１５との間に張架されて図示矢印方向に回転駆動される中間転写ベルト１６と、この中間転写ベルト１６の表面に離当接されるクリーニング手段１７とを備えている。その場合、従動ローラ１５および中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左上方へ傾斜する方向に配設されている。これにより、各像担持体に対向する側のベルト部分１６ａがこのベルト部分１６ａと反対側つまり各像担持体に対向しない側のベルト部分１６ｂに対して下方に位置し、かつベルト部分１６の移動方向が図において斜め右下方となるようにされている。その場合、この例では、ベルト部分１６ａがベルト駆動時のベルト張り側部（駆動ローラ１４により引っ張られる側部）であり、ベルト部分１６ｂがベルト駆動時のベルト緩み側部である。そして、ベルト部分１６ａに各像担持体２０からトナー像が一次転写（中間転写）される。

駆動ローラ１４および従動ローラ１５はともに支持フレーム９ａに回転自在に支持されており、この支持フレーム９ａの下端部（図１で右端部）には回動部９ｂが形成されている。この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合支持されており、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に回動自在に装着されている。また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、このロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成しかつ駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される二次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。また、従動ローラ１５はクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用されている。更に、クリーニング手段１７は、搬送方向右下向きのベルト部分１６ａ側に設けられている。

また、中間転写ベルト１６の搬送方向右下向きのベルト部分１６ａの裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各像担持体２０に対向して板ばね電極からなる一次転写部材２１がそれぞれその弾性力で当接されており、一次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。

画像形成ユニット６は、複数個（この例では、４個：以下、４個として説明する）の異なる色、つまりイエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの画像をそれぞれ形成する画像形成ステーションＹ（イエロー用）、Ｍ（マゼンタ用）、Ｃ（シアン用）、Ｋ（ブラック用）を備えている。その場合、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は従動ローラ１５から駆動ローラ１４に向かってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順にタンデムに配置されている。

また、これらの画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、この像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３、現像手段２４、および除電手段５８を備えている。
各色の画像形成ステーションの像担持体２０、帯電手段２２、像書込手段２３、現像手段２４、および除電手段５８の構成はいずれも同一であるため、図１においては、符号２０，２２、２３、２４、および５８は、いずれもイエローの画像形成ステーションＹの帯電手段２２、像書込手段２３、現像手段２４、および除電手段５８にそれぞれ付し、他の色の画像形成ステーションＭ、Ｃ、Ｋの各帯電手段、各像書込手段、各現像手段、および各除電手段にこれらの符号を付すことは省略する。

各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０は、いずれも、これらの対向しかつ中間転写ベルト１６の搬送方向下向きであるベルト部分１６ａに当接するようにして配置されている。その結果、中間転写ベルト１６と同様に、各画像形成ステーションも駆動ローラ１４側からＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順に図１で斜め左上方に配設されるようになる。各像担持体２０は、図１に矢印で示すように時計回りに、つまり像担持体２０のベルト部分１６ａとの接触部分がこのベルト部分１６ａの搬送方向と同じ方向に回転駆動される。中間転写ベルト１６にはクリーニング手段１７が設けられており、このクリーニング手段１７により、二次転写の転写残りトナーが回収されるようになっている。

帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、ブラシ外周が像担持体２０に対して逆移動方向でかつ像担持体２０の周速の２〜３倍の周速で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。このような帯電手段２２を用いることで、きわめて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外が多量のオゾンによって汚染されることはない。また、帯電手段２２と像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いたときに発生する転写残りトナーの帯電ローラへの固着も発生し難く、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。

像書込手段２３には、有機ＥＬ発光素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列した有機ＥＬアレイ露光ヘッド（ラインヘッド）が用いられている。有機ＥＬアレイ露光ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであるため、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置本体を小型化できるという利点を有している。

この例においては、各画像形成ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの像担持体２０、帯電手段２２、および像書込手段２３を１つの像担持体ユニット２５としてユニット化し、転写ベルトユニット９とともに交換可能にすることにより、有機ＥＬアレイ露光ヘッドの像担持体２０に対する位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット２５の交換時には有機ＥＬアレイ露光ヘッドを含めて交換する構成としている。

次に、現像手段２４の詳細について、ブラック用の画像形成ステーションＫを代表して説明する。現像手段２４は、トナー（図１に示すハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、このトナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１および像担持体２０に当接するように配設された現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。

像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図１に矢印で示すように像担持体２０の回転方向と逆方向に回転駆動される。一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦してトナー供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力とによって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定の厚さの層厚に規制され、薄層化されたトナー層は、像担持体２０へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部およびその近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。

除電手段５８は、現像装置２４と一次転写部（一次転写部材２１が像担持体２０に当接して像担持体２０のトナー像の一次転写が行われる部位）との間に配置されている。この除電手段５８は一次転写前に像担持体２０を除電するようになっている。このように像担持体２０を除電することで、一次転写前の像担持体２０の電位を一定にすることができるため、静電吸着力を一定にすることができる。これにより、一次転写部での像担持体２０と中間転写ベルト１６との間の摩擦力の変動を防止することができ、中間転写ベルト１６の伸びの変動を抑制することができる。

給紙ユニット１０は、紙等の記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、この給紙カセット３５から記録媒体Ｐを１枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部とを備えている。第１の開閉部材３内には、更に、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０とが配設されている。

更に、定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、この加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加熱ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９とを備えている。そして、記録媒体Ｐに二次転写されたカラー画像が、この定着ユニット１２の加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部において所定の温度で記録媒体に定着される。この例においては、中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４から従動ローラ１５に向かって斜め左上方に延設されていることで中間転写ベルト１６の斜め右上方に形成される空間、つまり、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能となり、定着ユニット１２から電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。

ところで、この例の画像形成装置１においては、各像担持体２０の回転駆動を１本の像担持体駆動ベルトで行っているが、このベルトによる像担持体の回転駆動について説明する。
図２および図３に示すように、像担持体駆動プーリ５０が中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４側に配設されている。したがって、駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０に最も近い位置にブラック（Ｋ）用の像担持体２０が設けられるとともに、駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０から最も遠い位置にイエロー（Ｙ）用の像担持体２０が設けられている。

なお、この例の画像形成装置１においては、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は、駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０に最も近い位置にブラック用の画像ステーションＢが設けられ、かつ駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０から最も遠い位置にイエロー用の画像ステーションＹが設けられさえすれば、残りのマゼンタ用の画像ステーションＭおよびシアン用の画像ステーションＣの配置順は逆でもよい。

また、これらの像担持体駆動プーリ５０は各像担持体２０の幅方向（走査方向）の一側（図３において下端側）に配設されている。像担持体駆動プーリ５０は像担持体駆動モータ５２によって駆動されるようになっている。その場合、像担持体駆動モータ５２の動力は、互いに噛合する像担持体駆動モータ５２のモータギヤ５２ａと像担持体駆動プーリ５０のプーリギヤ５０ａとを介して像担持体駆動プーリ５０に伝達される。

各像担持体２０の一端側には、それぞれ像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kが対応する像担持体２０と同軸にかつ一体回転するように設けられている。これらの像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kは、それらの中心がベルト部分１６ａと平行な直線α上に配設されて像担持体プーリ列を形成している。また、像担持体駆動プーリ５０は、その中心５０ｂが直線αから中間転写ベルト１６側に若干ずれていて、これらの像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kの像担持体プーリ列と略直線上に配設されている。その場合、このような像担持体駆動プーリ５０の略直線上の配置は、像担持体駆動プーリ５０の中心５０ｂが像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kの外周の共通接線β，γの間に領域内に配置される程度をいう。なお、像担持体駆動プーリ５０は、その中心５０ｂが直線α上に配置される、すなわち像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kの像担持体プーリ列と直線上に配設されるようにすることもできる。

そして、像担持体駆動プーリ５０および各像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kに、１本の無端状の像担持体駆動ベルト５３が掛け渡されており、この像担持体駆動ベルト５３は像担持体駆動プーリ５０により図２に矢印で示す時計回りに回転駆動されるようになっている。すなわち、像担持体駆動ベルト５３のベルト張り側部でありかつ中間転写ベルト１６側に位置するベルト部分５３ｄの移動方向が図２において斜め右下方向であり、中間転写ベルト１６のベルト部分１６ａの移動方向と同方向となっている。したがって、像担持体駆動プーリ５０は両ベルト１６，５３のベルト部分１６ａ，５３ｄの移動方向に関し中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４と同じ側に設けられる。

なお、中間転写ベルト１６および像担持体駆動ベルト５３の各回転方向は、逆方向に設定することもできる。その場合にも、各画像ステーションＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの配置順序は、駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０に最も近い位置にブラック用の画像ステーションＢが設けられ、かつ駆動ローラ１４および像担持体駆動プーリ５０から最も遠い位置にイエロー用の画像ステーションＹが設けられ、残りのマゼンタ用の画像ステーションＭおよびシアン用の画像ステーションＣの配置順は任意に設定することができる。

各色の像担持体２０はこの像担持体駆動ベルト５３で回転駆動されるようになっており、画像形成装置１はタンデムベルト駆動方式とされている。その場合、この例の画像形成装置１では、中間転写ベルト１６のベルト部分１６ａの移動速度（つまり、周速）が像担持体駆動ベルト５３のベルト部分５３ｄの移動速度（つまり、周速）より大きく設定されていて、両ベルト１６，５３の移動速度に速度差が設定されている。なお、両ベルト１６，５３の速度差は逆に設定することもできる。

図４に示すように、像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kは、それぞれそれらの各外周に、それぞれ各プーリの幅方向に延びる多数の溝２０ｃを有する溝付きプーリとして形成されている。また、図示しないが像担持体駆動プーリ５０も、同様にそれらの各外周に、それぞれ各プーリの幅方向に延びる多数の溝を有する溝付きプーリとして形成されている。更に、像担持体駆動ベルト５３は、その内周面に全周にわたって、各像担持体プーリの溝２０ｃおよび像担持体駆動プーリ５０にそれぞれ噛合する歯５３ａを有する歯付きベルト（つまりタイミングベルト）として形成されている。なお、像担持体駆動ベルト５３の外周面は平坦面とされている。
そして、これらのプーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０の各溝と像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａとが噛合することにより、各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０と像担持体駆動ベルト５３との間に滑りが生じないため、各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０と像担持体駆動ベルト５３との間の確実な動力伝達が可能となる。これにより、長期間使用後も各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０と像担持体駆動ベルト５３との間の滑りに起因して各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件が変化することはない。

また、像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの溝２０ｃの大きさｐ_Wと、像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａの大きさｂ_Wとが同じ大きさに設定されている。図示しないが、像担持体駆動プーリ５０の溝の大きさも像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａの大きさｂ_Wとが同じ大きさに設定されている。したがって、各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０の溝に像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａをバックラッシゼロで噛合すること、つまり各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０の溝と像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａとを、回転方向に隙間なく噛合させることを可能にしている。これにより、トルク変動等に起因した各プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K，５０のがたつきを防止することができる。

更に、各像担持体２０の像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kは、ともに同一の金型を用いて成形されているとともに、これらの像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kは、所定の位相条件で組み立てられている。これにより、中間転写ベルト１６上の同一の場所に重ね合わされる画像を各像担持体２０が作像するときに、各像担持体２０の回転速度の変動を同一の速度変動とすることが可能となる。したがって、各色の画像の伸縮状態を同一にすることができ、その結果、各像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kに起因する色ずれを防止することができるようになる。

図５に示すように、像担持体駆動ベルト５３は、ゴム等から成り歯５３ａを有するベルト本体５３ｂと、このベルト本体５３ｂ内に、ベルト本体５３ｂの周方向に延びるようにかつ幅方向に並置されて埋設された、例えばグラスファイバーやステンレス等から成る多数の線状の心材５３ｃとから構成されている。これらの多数の心材５３ｃにより、駆動トルクに変動があっても像担持体駆動ベルト５３の伸縮を防止でき、ベルト駆動を安定化させることができるようにしている。しかも、像担持体駆動ベルト５３の伸縮を防止できることから、色ずれも抑制できるようになる。

各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの中間に、それぞれ、例えばポリアセタール等により形成されたアイドラプーリ５５，５６，５７が配置されている。これらのアイドラプーリ５５，５６，５７により、像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａと各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの溝２９ｃとの噛合数が所定数に確保されているとともに、所定のベルト経路が設定されている。また、像担持体駆動ベルト５３はテンションプーリ５４によって矢印で示す力Ｆで押圧されて所定のテンションが付与されて、そのベルト張力が所定の大きさに調整されている。これにより、像担持体駆動ベルト５３は各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kを確実にかつ安定して回転駆動するようになっている。

更に、この画像形成装置１では、図６に示すようにシアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各像担持体２０には、それぞれ位相合わせ用マーク（本発明の像担持体位相合わせ手段に相当）２０ｄ_C，２０ｄ_Kが設けられている。図示しないが、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各像担持体２０にも、それぞれ同様の位相合わせ用マークが設けられている。これらの位相合わせ用マークを用いて、像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａと各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの溝２０ｃとの噛み合い位置を調整することで、各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件が同一となるように予め合わせられ、各色の転写画像の位置ずれが防止されている。

更に、この例の画像形成装置１では、各アイドラプーリ５５，５６，５７の線膨張係数α_pが像担持体駆動ベルト５３の線膨張係数α_bより大きく設定されている（α_p＞α_b）。このように、各アイドラプーリ５５，５６，５７の線膨張係数α_Pと像担持体駆動ベルト５３の線膨張係数α_Bとの関係を設定することにより、装置内温度の変化による熱伸縮で像担持体駆動ベルト５３のベルト長が変化して各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kが影響（つまり、位相条件の変化）を受けようとしても、各アイドラプーリ５５，５６，５７も熱変形するので、このアイドラプーリの熱変形が像担持体駆動ベルト５３の長さの変化を吸収してこの影響を抑制するようになる。

すなわち、装置内の温度が通常時（各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件を同一に予め設定した時）より上昇すると、例えば図６に二点鎖線で示すように像担持体駆動ベルト５３が膨張して長くなる。このため、ブラック（Ｋ）の像担持体プーリ２０ａ_Kとシアン（Ｃ）の像担持体プーリ２０ａ_Cの間で、位相条件が異なってしまう。しかし、温度上昇により、図６に二点鎖線で示すようにアイドラプーリ５７も膨張してその径が大きくなる。したがって、ブラック（Ｋ）およびシアン（Ｃ）の両像担持体プーリ２０ａ_K，２０ａ_Cの間の像担持体駆動ベルト５３の膨張がアイドラプーリ５７の膨張で吸収され、像担持体駆動ベルト５３の長さの変化による両像担持体プーリ２０ａ_K，２０ａ_Cへの影響が抑制されるようになる。

その場合、アイドラプーリ５７の線膨張係数α_Pが像担持体駆動ベルト５３の線膨張係数α_Bより大きく設定されているので、ブラック（Ｋ）およびシアン（Ｃ）の両像担持体プーリ２０ａ_K，２０ａ_Cの間の像担持体駆動ベルト５３の膨張がアイドラプーリ５７の膨張でより効果的に吸収される。これにより、温度上昇で像担持体駆動ベルト５３が膨張して長くなっても、両像担持体プーリ２０ａ_K，２０ａ_Cの間での位相条件の変化が抑制され、これらの間の位相条件がほぼ同一に確保される。

また、装置内の温度が通常時より低くなって、ブラック（Ｋ）およびシアン（Ｃ）の両像担持体プーリ２０ａ_K，２０ａ_Cの間の像担持体駆動ベルト５３が収縮しても、アイドラプーリ５７も収縮するので、同様に像担持体駆動ベルト５３の収縮もより効果的に吸収される。

図示しないが、同様に装置内の温度が通常時より変化して、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）の両像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_Mの間、およびマゼンタ（Ｍ）とシアン（Ｃ）の両像担持体プーリ２０ａ_M，２０ａ_Cの間の像担持体駆動ベルト５３の長さが変化しても、各アイドラプーリ５５，５６の径も変化するので、これらの間の像担持体駆動ベルト５３の長さの変化もより効果的に吸収される。

このようにして、この例の画像形成装置１によれば、装置内の温度が変化して像担持体駆動ベルト５３が熱伸縮しても、各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの間の位相条件をほぼ同一に確保することができる。したがって、装置内の温度変化に伴う像担持体駆動ベルト５３の長さの変化による画像の位置ずれを防止できるので、色ずれを生ずることのない高品質のカラー画像を得ることができる。

次に、この例の画像形成装置１の具体的な実施例および比較例について説明する。
表１に示す実施例１，２および比較例について、装置内の温度変化による一次転写部での画像の位置ずれの実験を行った。その場合、像担持体駆動ベルトの心材の材質は、実施例１，２および比較例ともステンレスであり、アイドラプーリの材質は、実施例１，２がともにポリアセタール、比較例が炭素鋼である。

表１中、α_bは像担持体駆動ベルトの線膨張係数（ｍｍ／℃）、α_pは像担持体プーリの線膨張係数（ｍｍ／℃）、Ｄ_OPCは像担持体の直径（ｍｍ）、Ｄ_Pは像担持体プーリの溝のピッチ円直径（ｍｍ）、Ｄ_iはアイドラプーリの直径（ｍｍ）、θ_bは像担持体駆動ベルトのアイドラプーリへの巻き付け角（ｄｅｇ．）、Ｌ_bは像担持体駆動ベルトの隣接する像担持体間の長さ、Ｔは装置内温度変化（℃）、δ_tは一次転写部での画像の位置ずれ量（μｍ）である（各符号については、図７を参照）。

表１から明らかなように、実施例１，２はα_p＞α_bであり、また比較例はα_b＞α_pである。装置内温度が４０℃変化したとき、一次転写部での画像の位置ずれ量δ_t（μｍ）は、実施例１，２では７.５μｍ、９.４μｍで非常に小さいが、比較例では４９.８μｍで非常に大きい。これにより、α_p＞α_bと設定することが、装置内温度が変化したとき、画像の位置ずれが効果的に抑制されることが確認された。

図８は、本発明の実施の形態の他の例を示す、図６と同様の図である。
前述の例では、像担持体駆動ベルトの線膨張係数α_b（ｍｍ／℃）と像担持体プーリの線膨張係数α_p（ｍｍ／℃）をα_p＞α_bに設定することで、装置内温度の変化時における画像の位置ずれを抑制しているが、図８に示すように、この例の画像形成装置１では、アイドラプーリ５７が像担持体駆動ベルト５３方向に移動可能に設られているとともに、このアイドラプーリ５７を常時像担持体駆動ベルト５３方向に付勢するベルト熱伸縮吸収用引張りばね（本発明のベルト熱伸縮吸収手段に相当）５９が設けられている。

そして、装置内温度が上昇して、像担持体駆動ベルト５３が二点鎖線で示すように膨張して両像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_K間の像担持体駆動ベルト５３の長さが長くなったとき、アイドラプーリ５７がベルト熱伸縮吸収用引張りばね５９の付勢力で二点鎖線の位置に移動して像担持体駆動ベルト５３を引っ張ることで、像担持体駆動ベルト５３の膨張が吸収される。したがって、装置内温度が上昇しても、両像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件がほぼ同一に確保され、一次転写部での画像の位置ずれが抑制される。装置内温度が下降したときは、像担持体駆動ベルト５３が二点鎖線で示す方向と逆方向に収縮しアイドラプーリ５７がベルト熱伸縮吸収用引張りばね５９の付勢力に抗して二点鎖線の位置に移動することで、像担持体駆動ベルト５３の収縮が吸収される。したがって、装置内温度が下降しても、両像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_Kの位相条件がほぼ同一に確保され、一次転写部での画像の位置ずれが抑制される。

図示しないが、同様に他のアイドラプーリ５５，５６も、アイドラプーリ５７と同様に移動可能に設けられているとともにベルト熱伸縮吸収用引張りばねの付勢力で像担持体駆動ベルト５３の方へ付勢され、前述のアイドラプーリ５７と同様に機能する。
したがって、この例の画像形成装置１によれば、装置内の温度が変化して像担持体駆動ベルト５３が熱伸縮しても、各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの間の位相条件をほぼ同一に確保することができる。これにより、装置内の温度変化に伴う像担持体駆動ベルト５３の長さの変化による画像の位置ずれを防止できるので、色ずれを生ずることのない高品質のカラー画像を得ることができる。

なお、前述の例では、本発明の画像形成装置を、４つの異なる色つまりイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の像担持体を備えた画像形成装置１に適用して説明しているが、本発明はこれに限定されることはなく、２つ以上の複数の像担持体を備えた画像形成装置１にも適用することができる。

また、前述の例では、本発明を中間転写ベルトを備える画像形成装置に適用して説明しているが、本発明は中間転写ベルトを備えない画像形成装置にも適用することもできる。
更に、前述の例では、像担持体駆動ベルト５３がイエロー（Ｙ）の像担持体プーリ２０ａ_YでＵターンされて、像担持体駆動ベルト５３で回転駆動される像担持体従動プーリを設けないものとしているが、本発明は、像担持体プーリ２０ａ_Yの先に像担持体従動プーリを設け、像担持体駆動ベルト５３をこの像担持体従動プーリでＵターンさせることもできる。

本発明の画像形成装置は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の像担持体に静電潜像を形成する画像形成装置であって、直線状に配置された複数の像担持体を１本の無端状の像担持体駆動ベルトで駆動するとともに、各像担持体のトナー像が転写される中間転写ベルトを備えている画像形成装置に好適に利用することができる。

本発明の画像形成装置の実施の形態の一例を模式的に示す横断面図である。 図１に示す例における中間転写ベルトおよび像担持体駆動ベルトを模式的に示す図である。 図１に示す例における像担持体および像担持体駆動ベルトを模式的に示す下面図である。 図１に示す例における像担持体プーリの溝と像担持体駆動ベルトとの噛合を説明する図である。 図１に示す例における像担持体駆動ベルトを模式的にかつ部分的に示す図である。 図２における部分拡大図である。 実施例１，２および比較例における各符号を示す図である。 本発明の実施の形態の他の例を模式的に示す、図６と同様の部分拡大図である。

符号の説明

１…画像形成装置、６…画像形成ユニット、９…転写ベルトユニット、１０…給紙ユニット、１１…二次転写ユニット、１２…定着ユニット、１３…記録媒体搬送手段、１４…駆動ローラ、１５…従動ローラ、１６…中間転写ベルト、１６ａ…中間転写ベルトのベルト張り側部であるベルト部分、１６ｂ…中間転写ベルトのベルト緩み側部であるベルト部分、２０…像担持体、２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_K…像担持体プーリ、２０ｃ…溝、２０ｄ_C，２０ｄ_K…位相合わせ用マーク、２２…帯電手段、２３…像書込手段、２４…現像手段、５０…像担持体駆動プーリ、５０ｃ…溝、５２…像担持体駆動モータ、５３…像担持体駆動ベルト、５３ａ…歯、５３ｂ…ベルト本体、５３ｃ…心材、５４…テンションプーリ、５５，５６，５７…アイドラプーリ、５８…除電手段、５９…ベルト熱伸縮吸収用引張りばね

Claims (4)

1. 像担持体プーリがそれぞれ一体回転可能に設けられた複数の像担持体と、隣接する前記像担持体の間に設けられたアイドラプーリと、前記複数の像担持体の各像担持体プーリおよび前記アイドラプーリに巻き掛けられて前記像担持体プーリを回転駆動する１本の像担持体駆動ベルトとを備えた画像形成装置において、
   前記アイドラプーリは、前記像担持体駆動ベルトの熱伸縮によるベルト長の変化を吸収するように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記アイドラプーリの線膨張係数が前記像担持体駆動ベルトの線膨張係数より大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記アイドラプーリにベルト熱伸縮吸収手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記複数の像担持体の位相を合わせる像担持体位相合わせ手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１記載の画像形成装置。

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