JP2005234341A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の周速と中間転写ベルトの周速との間に速度差を設けて転写効率を向上させつつ、この速度差に起因する色ずれを防止することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体２０が接触してそのトナー像が転写される中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TBが各像担持体２０の周速Ｖ_PCより大きい速度差が設定されている。また、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト緩み側のベルト部分５３ｅに張力を付与するテンションプーリ５４が設けられている。更に、ベルト緩み側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接して、最もい視認しにくいイエローの像担持体２０が配設されている。速度差に起因して像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とイエローの像担持体２０との間のベルト部分５３ｄがたるんで色ずれが生じても、視認上、色ずれのないカラー画像を得ることができる。
【選択図】 図２

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であって、各像担持体に接触してこれらの像担持体のトナー像が一次転写される中間転写ベルトを備えている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。

そこで、直線上に配設された異なる色の複数の像担持体を、各像担持体のトナー像が転写される紙等の転写材を搬送する転写材搬送手段にそれぞれ接触させて、これらの像担持体のトナー像を転写材に転写する画像形成装置において、各像担持体を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て、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、各像担持体プーリの歯とタイミングベルトの歯と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。

また、直線上に配設された異なる色の複数の像担持体を、各像担持体のトナー像が一次転写される中間転写ベルトにそれぞれ接触させて、これらの像担持体のトナー像をこの中間転写ベルトに転写する画像形成装置において、各像担持体を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、各像担持体の挙動を均一に保って濃度むらや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２を参照）。

この特許文献２に開示されている画像形成装置は、駆動モータの動力が伝達される駆動プーリ、ブラック（Ｋ）の像担持体プーリ、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き掛けるとともに、複数のベルトテンション緊張手段でタイミングベルトにテンションを付与することにより、構成が簡単であって、しかも、複数の像担持体の回転挙動を均一に保ち、濃度むらや色ずれの少ない高品位な画像を得るようにしている。
特許第２８０６６１７号公報。 特開２００２−３０４０３３号公報。

ところで、異なる色の複数の像担持体から中間転写ベルトにトナー像を転写する画像形成装置においては、従来、トナー像の転写時に像担持体の周速と中間転写ベルトの周速との間に速度差を設けて、転写効率を向上させる方法が知られている。その場合、中間転写ベルトの周速を各像担持体の周速より大きくなるように速度差を設定したとき、像担持体と中間転写ベルトとの間の摩擦力により、中間転写ベルトは各像担持体をそれらの予め設定された周速より速く駆動しようとする。このため、タイミングベルトはその張り側にたるみを生じ、各像担持体回転むらが発生する。このように各像担持体に回転むらが生じると、各像担持体が確実に駆動されなくなって各画像毎の色ずれを生じ、画像欠陥が発生するおそれがある。

しかしながら、前述の特許文献１および２に開示されている従来の画像形成装置では、いずれも、調整した各像担持体プーリとタイミングベルトとの位相を保持することで、各像担持体による画像毎の色ずれを防止しているものの、前述の速度差に起因するタイミングベルトのたるみによる色ずれについては、何ら考慮されていない。このため、前述の従来の画像形成装置では、トナー像の転写時に像担持体の周速と中間転写ベルトの周速との間に速度差を設けて転写効率を向上させつつ、この速度差に起因する色ずれを防止することは難しい。

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、１本の像担持体駆動ベルトで駆動される異なる色の複数の像担持体の周速と中間転写ベルトの周速との間に速度差を設けて転写効率を向上させつつ、この速度差に起因する色ずれを防止することの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、複数の像担持体と、これらの像担持体を回転駆動する１本の像担持体駆動ベルトと、この像担持体駆動ベルトを回転駆動する像担持体駆動ベルト駆動部材と、前記像担持体が接触してこの像担持体からトナー像が中間転写される中間転写ベルトとを少なくとも備えた画像形成装置において、前記中間転写ベルトの周速が前記像担持体の周速より大きい速度差が設定されており、前記像担持体駆動ベルトに張力を付与するテンショナが前記像担持体駆動ベルト駆動部材よりベルト緩み側に配設されているとともに、前記ベルト張り側で前記像担持体駆動ベルト駆動部材に最も近接した像担持体は、最も視認しにくい色の像担持体であることを特徴としている。
また、請求項２の発明は、前記複数の像担持体が、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの像担持体であり、前記最も視認しにくい色の像担持体は、イエローの像担持体であ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および２の発明に係る画像形成装置によれば、中間転写ベルトの周速が像担持体の周速より大きい速度差を設定するとともに、テンショナにより像担持体駆動ベルト駆動部材よりベルト緩み側の像担持体駆動ベルトに張力を付与しているので、速度差により転写効率を向上させつつ、ベルト緩み側の像担持体駆動ベルトのたるみをテンショナで効果的に抑制することができる。また、像担持体駆動ベルト駆動部材とこの像担持体駆動ベルト駆動部材よりベルト張り側で最も近接した像担持体との間の像担持体駆動ベルトに、速度差に起因してたるみが発生して色ずれが生じても、この像担持体が最も視認しにくい色の像担持体であるので、目で見た感じで色ずれによる影響を効果的に低減することができる。したがって、転写効率の向上により、各像担持体のクリーナレスをより効果的に実現することができるとともに、視認上、高品質のカラーの画像を得ることができる。

また、複数の像担持体を１本の像担持体駆動ベルトで駆動するベルト駆動方式を用いているので、複数の像担持体をギヤ輪列を介して駆動するギヤ駆動方式に比べて、像担持体駆動ベルトで駆動されて像担持体を駆動する像担持体プーリを小径化することが可能となる。しかも、各像担持体のクリーナレスを図ることができることで、各像担持体間の距離を短くすることができ、画像形成装置のコンパクト性をより効果的に向上することができる。

特に、請求項２の発明によれば、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの像担持体を備えるとともに、最も視認しにくい色の像担持体をイエローの像担持体としているので、視認上、高品質のフルカラーの画像をより効果的に得ることができる。

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（本発明の中間転写ベルト駆動部材に相当）１４と、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１に示す矢印方向つまり図１において反時計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１で斜め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２０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２０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１６ａの移動方向が図１において斜め右下方となるようにされている。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、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の像担持体２０がベルト部分１６ａに接触して各像担持体２０からトナー像が一次転写（中間転写）される。

中間転写ベルト１６の好適な素材としては、ＰＣ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂等があり、当然のことながら、導電性や剛性等、または表面粗度、摩擦係数等を所望の特性に設定する目的で、対応する添加剤などを添加することもよい。また、剛性に関しては、厚さの設定によって所望の剛性に設定することもできる。

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、搬送方向左上向きのベルト部分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、後述するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ステーションの各像担持体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。このテストパターンセンサ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（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の画像をそれぞれ形成するイエロー用画像形成ステーション、マゼンタ用画像形成ステーション、シアン用画像形成ステーション、ブラック用画像形成ステーションを備えている。その場合、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像ステーションの配置順序は駆動ローラ１４から従動ローラ１５に向かってＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの順にタンデムに配置されている。

なお、各色の画像ステーションの配置順序はこれに限定されることはなく、任意に設定することができる。その場合、各色の画像ステーションの配置順序は、最も視認しにくい色であるイエロー（Ｙ）の画像ステーションが後述する像担持体駆動ベルト５３の張り側で後述する像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接して配置することが好ましく、この場合には他の色の画像ステーションの配置順序は任意に設定することができる。

また、これらの画像形成ステーションは、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（Ｙ）の画像形成ステーションの帯電手段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Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成ステーションの各帯電手段、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。

各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成ステーションの像担持体２０は、いずれも、これらに対向しかつ中間転写ベルト１６の搬送方向右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、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの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、各色Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像形成ステーションの像担持体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（Ｋ）用の画像形成ステーション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の反時計回りの回転方向と逆の時計回りに回転され、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を用いたベルト駆動方式で行っているが、このベルト駆動方式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、像担持体駆動ベルト駆動プーリ（本発明の像担持体駆動ベルト駆動部材に相当）５０が中間転写ベルト１６の従動ローラ１５側（図２において左上側）に配設されている。また、この像担持体駆動ベルト駆動プーリ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。像担持体駆動ベルト駆動プーリ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と像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０のプーリギヤ５０ａとを介して像担持体駆動ベルト駆動プーリ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（不図示）上に配設されて像担持体プーリ列を形成している。

そして、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０と各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kには、タイミングベルトである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は像担持体駆動ベルト駆動プーリ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のベルト緩み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５３ｅの移動方向が全体として図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の移動方向と実質的に同方向となっている。

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ベルト駆動プーリ５０も同様に、その各外周に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ベルト駆動プーリ５０の溝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、像担持体駆動ベルト駆動プーリ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、例えばポリアセタール等の樹脂、アルミニウム合金、ダイキャスト、鉄鋼、鋳鉄等から形成される。そして、これらの像担持体プーリ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、歯５３ａを有する歯ゴムであるベルト本体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多数の線状の心材５３ｃとから構成されている。歯５３ａおよびベルト本体５３ｂを構成する歯ゴムは、例えばクロロプレンゴム等から形成され、歯５３ａの、像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_K、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０との接触部は歯布の薄層とされている。この歯布の薄層は、例えばナイロン帆布等から形成されている。また、多数の心材５３ｃは、例えばグラスファイバーコードあるいはアラミコード等から形成されている。そして、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。

この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の中間に配置されたアイドラプーリ５５，５６，５７によって各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kに押し付けられていて、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、ベルト緩み側のベルト部分５３ｅで、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とこの像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接するブラックの像担持体プーリ２０ａ_Kとの間のベルト部分５３ｅに、テンションプーリ（本発明のテンショナに相当）５４が設けられている。

このテンションプーリ５４も像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの溝２０ｃと同じ大きさの多数の溝を有し、これらの溝も像担持体駆動ベルト５３の歯５３ａと回転方向に隙間なく噛合させることを可能にしている。また、テンションプーリ５４も前述の像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kはと同じ材料で形成することができる。

テンションプーリ５４により、像担持体駆動ベルト５３が矢印で示す向き（図２において略右下向き）の力Ｆで引っ張られてベルト緩み側のベルト部分５３ｅに所定のテンション（張力）が付与されている。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。

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、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：Ｖ_TB ｍｍ／ｓｅｃ）と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（＝各像担持体２０の周速：Ｖ_PC ｍｍ／ｓｅｃ）］とは、Ｖ_TB ＞Ｖ_PC 、Ｖ_TB ＝Ｖ_PC 、Ｖ_TB ＜Ｖ_PC のいずれかに設定可能である。これらの好ましい具体例として、表１に示す。

表１には、Ｖ_TB ＞Ｖ_PC である例が２つ、Ｖ_TB ＝Ｖ_PC である例が１つ、Ｖ_TB ＜Ｖ_PC である例が２つ示されている。
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の周速Ｖ_TB （ｍｍ／ｓｅｃ）が各像担持体２０の周速Ｖ_PC（ｍｍ／ｓｅｃ）より大きく（Ｖ_TB＞Ｖ_PC）なるように、両ベルト１６，５３の移動速度に速度差が設定されている。その場合、本発明は、表１に示すＶ_TB ＞Ｖ_PC である２例に限定されることはなく、種々適宜設定することができる。

このように構成されたこの例の画像形成装置１においては、画像形成時に像担持体駆動モータ５２が駆動されて像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０が図２に矢印で示すように時計回りに回転駆動される。この像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０の回転駆動により、像担持体駆動ベルト５３が矢印で示す同じ時計回りに回動する。すると、各像担持体プーリ２０ａ_Y、２０ａ_M、２０ａ_C、２０ａ_Kも矢印で示す同じ時計回りに回転駆動するので、各像担持体２０もともに同方向に回転する。一方、駆動ローラ１４が矢印で示す反時計回りに回転駆動されるので、中間転写ベルト１６は反時計回りに回動される。

このように中間転写ベルト１６および像担持体駆動ベルト５３が回動すると、中間転写ベルト１６のベルト部分１６ａの周速Ｖ_TB＞各像担持体２０の周速Ｖ_PCの速度差が設定されているので、ベルト部分１６ａが各像担持体２０をそれらの間の摩擦力で、設定された周速Ｖ_PCより速い周速で回転するように付勢する。このため、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト緩み側の像担持体駆動ベルト５３はテンションプーリ５４で所定の張力で緊張されている。

また、像担持体駆動ベルト５３のベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とベルト張り側でこの像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接したイエローの像担持体２０との間のベルト部分５３ｄにたるみが発生する。このベルト部分５３ｄのたるみでイエローの像担持体２０が回転むらを生じ、イエローの色ずれが生じる。しかし、イエローの色ずれが生じても、このイエローの像担持体が最も視認しにくい色の像担持体であるので、目で見た感じで色ずれによる影響を効果的に低減することができ、視認上、高品質のカラーの画像を得ることができる。

これに対して、例えば表１に一例として示されている、中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TB＝各像担持体２０の周速Ｖ_PCである速度差のない場合および中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TB＜各像担持体２０の周速Ｖ_PCである速度差の場合について考えてみる。

速度差のない場合は、各像担持体２０が中間転写ベルト１６のベルト部分１６ａによって設定された周速Ｖ_PCより速い周速で回転するように付勢されず、各像担持体２０は設定された周速Ｖ_PCで駆動される。したがって、像担持体駆動ベルト５３のベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とイエローの像担持体プーリ２０ａ_Yとの間のベルト部分５３ｅにたるみが発生しなく、イエローの像担持体プーリ２０ａ_Yに回転むらが発生することはない。しかし、中間転写ベルト１６と各像担持体２０とに速度差がないので、転写効率は本発明の画像形成装置１に比べて低くなる。

また、中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TB＜各像担持体２０の周速Ｖ_PCである速度差の場合は、中間転写ベルト１６のベルト部分１６ａが各像担持体２０をそれらの間の摩擦力で、設定された周速Ｖ_PCより遅い周速で回転するように付勢する。このため、像担持体駆動ベルト５３のベルト張り側でこの像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接したイエローの像担持体２０との間のベルト部分５３ｄにたるみが発生しない。したがって、この場合には、イエローの像担持体プーリ２０ａ_Yに回転むらが生じなく、イエローの色ずれが発生するおそれはない。

このように、本発明のこの例の画像形成装置１によれば、中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TB＞各像担持体２０の周速Ｖ_PCの速度差を設定するとともに、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト緩み側のベルト部分５３ｅにテンションプーリ５４で所定のテンションを付与しているので、速度差により転写効率を向上させつつ、ベルト緩み側の像担持体駆動ベルト５３のたるみをテンショナ５４で効果的に抑制することができる。

また、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とこの像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト張り側で最も近接したイエローの像担持体２０との間の像担持体駆動ベルト５３に、速度差に起因してたるみが発生して色ずれが生じても、この像担持体２０が最も視認しにくい色の像担持体２０であるので、目で見た感じで色ずれによる影響を効果的に低減することができる。したがって、転写効率の向上により、各像担持体のクリーナレスをより効果的に実現することができるとともに、視認上、高品質のカラーの画像を得ることができる。

更に、この例の画像形成装置１では、複数の像担持体２０を１本の像担持体駆動ベルト５３で駆動するベルト駆動方式を用いているので、複数の像担持体２０をギヤを介して駆動するギヤ駆動方式に比べて、像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kを小径化することが可能となる。これを具体的に説明すると、図６に示すようにギヤ駆動方式の場合、モータギヤ５２ａとイエロー（Ｙ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Yとの間にこれらに噛合する中間歯車５９が設けられ、またイエロー（Ｙ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Yとマゼンタ（Ｍ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Mとの間にこれらに噛合する中間歯車６０が設けられ、更にマゼンタ（Ｍ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Mとシアン（Ｃ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Cとの間にこれらに噛合する中間歯車６１が設けられ、更にシアン（Ｃ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Cとブラック（Ｋ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Kとの間にこれらに噛合する中間歯車６２が設けられる。その場合、各像担持体駆動歯車２０ｂ_Y，２０ｂ_M，２０ｂ_C，２０ｂ_Kのピッチ円直径がすべて等しく設定され、また、各中間歯車５９,６０,６１,６２のピッチ円直径がすべて等しく設定されている。

そして、このギヤ駆動方式の場合には、各像担持体駆動歯車２０ｂ_Y，２０ｂ_M，２０ｂ_C，２０ｂ_Kとこれらに対応する中間歯車５９,６０,６１,６２とがそれぞれ互いに噛合するためには、各歯車が対応する歯車のピッチ円上で互いに接触する必要がある。このため、例えばブラック（Ｋ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Kの中心、シアン（Ｃ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Cの中心および中間歯車６２の中心が直線上に配置された場合には、ブラック（Ｋ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Kのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）、シアン（Ｃ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Cのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）および中間歯車６２のピッチ円直径ｄａの和が、ブラック（Ｋ）の像担持体２０とシアン（Ｃ）の像担持体２０との中心間距離（ＤＰＣ−ＰＣ）と等しくなる（ｄＰＣ＋ｄａ＝（ＤＰＣ−ＰＣ））。また、例えば中間歯車６０の中心がマゼンタ（Ｍ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Mの中心およびイエロー（Ｙ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Yの中心を結ぶ直線上から外れて配置された場合には、マゼンタ（Ｍ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Mのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）、イエロー（Ｙ）の像担持体駆動歯車２０ｂ_Yのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）および中間歯車６０のピッチ円直径ｄａの和が、マゼンタ（Ｍ）の像担持体２０とイエロー（Ｙ）の像担持体２０との中心間距離（ＤＰＣ−ＰＣ）より大きくなる（ｄＰＣ＋ｄａ＞（ＤＰＣ−ＰＣ））。

このように、ギヤ駆動方式の場合には、像担持体駆動歯車のピッチ円直径と中間歯車のピッチ円直径と和（ｄＰＣ＋ｄａ）を隣接する像担持体２０の中心間距離（ＤＰＣ−ＰＣ）より小さくすることができない。換言すると、像担持体駆動歯車のピッチ円直径ｄＰＣを図６に示すように像担持体２０の直径より大きくするか、あるいは図示しないが像担持体駆動歯車のピッチ円直径ｄＰＣを像担持体２０の直径より小さくした場合には、中間歯車のピッチ円直径ｄａを大きくしなければならず、歯車の小径化が困難である。

これに対して、図７に示すようにベルト駆動方式の場合には、溝付きの各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの間に中間歯車が設けられないので、各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kと中間歯車とをピッチ円上で接触させるようなことは生じない。しかも、隣接する像担持体プーリどうしを接触させる必要もない。例えば、シアン（Ｃ）の像担持体プーリ２０ａ_Cのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）とブラック（Ｋ）の像担持体プーリ２０ａ_Kのピッチ円の半径（ｄＰＣ／２）との和がこれらの像担持体２０の中心間距離（ＤＰＣ−ＰＣ）より小さくなる（ｄＰＣ＜（ＤＰＣ−ＰＣ））ように、各像担持体プーリ２０ａ_C，２０ａ_Kのピッチ円直径を設定することが可能となる。したがって、各像担持体プーリ２０ａ_Y，２０ａ_M，２０ａ_C，２０ａ_Kの小径化が簡単に可能となり、しかも各像担持体２０のクリーナレスを図ることで各像担持体２０間の距離を短くすることができ、画像形成装置１のコンパクト性をより効果的に向上することができる。

また、この例の画像形成装置１によれば、像担持体駆動ベルト５３のベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０から最も近接した位置にイエローの像担持体２０を配置しているので、前述の速度差に起因する色ずれが最も生じやすい位置に配置されるイエローの像担持体を、最も視認しにくい色の像担持体とすることができる。これにより、速度差に起因する色ずれが生じたとしても、目で見た感じで色ずれによる影響を効果的に低減することができ、視認上、高品質のフルカラーの画像を得ることができる。その場合、テンションプーリ５４によるベルトのたるみを吸収することと相俟って、画像に対する色ずれによる影響をより効果的に抑制することができる。

図８は、本発明の実施の形態の他の例を示す、図２と同様の図である。なお、前述の例と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、その詳細な説明は省略する。
前述の図２に示す例では、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０を中間転写ベルト１６の従動ローラ１５側に設けているが、この例の画像形成装置１では、図８に示すように前述の例とは逆に像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０を中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４側に設けている。その場合、中間転写ベルト１６の回転方向および像担持体駆動ベルト５３の回転方向は、いずれも図２に示す例と同じである。したがって、この例では、像担持体駆動ベルト５３のベルト緩み側のベルト部分５３ｅは中間転写ベルト１６と反対側に位置し、ベルト張り側のベルト部分５３ｄは中間転写ベルト１６側に位置している。そして、中間転写ベルト１６の周速および各像担持体２０の周速も、前述の例と同様に、中間転写ベルト１６の周速Ｖ_TB＞各像担持体２０の周速Ｖ_PC に設定されている。

この例でも、イエローの像担持体２０がベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接する像担持体となっている。そして、像担持体駆動ベルト５３のベルト緩み側であるベルト部分５３ｅに、このベルト部分５３ｅにテンションを付与するテンションプーリ５４が設けられている。

この例の画像形成装置１においても、テンションプーリ５４により、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト緩み側の像担持体駆動ベルト５３に所定のテンションを付与しているので、ベルト緩み側の像担持体駆動ベルト５３のたるみをテンショナ５４で効果的に抑制することができる。また、像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０とこの像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０よりベルト張り側で最も近接したイエローの像担持体２０との間の像担持体駆動ベルト５３に、速度差に起因してたるみが発生して色ずれが生じても、この像担持体２０が最も視認しにくい色の像担持体２０であるので、目で見た感じで色ずれによる影響を効果的に低減することができ、視認上、高品質のカラーの画像を得ることができる。
この例の画像形成装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の図２に示す例の画像形成装置１と実質的に同じである。

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。その場合には、像担持体駆動ベルト５３のベルト緩み側であるベルト部分５３ｅにテンションを付与するように、テンションプーリ５４を設ければよい。また、この場合にも、各色の像担持体２０の配置順は任意に設定することができるが、イエローの像担持体プーリ２０ａ_Yをベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接して設けることが好ましい。

更に、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、少なくとも２色以上の像担持体を備え、中間転写ベルトと像担持体駆動ベルトと備える画像形成装置であれば、どのような画像形成装置にも適用することができる。その場合、最も視認しにくい色の像担持体をベルト張り側で像担持体駆動ベルト駆動プーリ５０に最も近接して設けることが好ましい。

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。 ギヤ駆動方式による複数の像担持体の駆動を説明する図である。 ベルト駆動方式による複数の像担持体の駆動を説明する図である。 本発明の実施の形態の一例を模式的に示す、図２と同様の図である。

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、２２…帯電手段、２３…像書込手段、２４…現像手段、５０…像担持体駆動ベルト駆動プーリ、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、５３ｅ…ベルト緩み側のベルト部分、５４…テンションプーリ、５５，５６，５７…アイドラプーリ、Ｖ_TB…中間転写ベルトの周速、Ｖ_PC…像担持体の周速

Claims (2)

1. 複数の像担持体と、これらの像担持体を回転駆動する１本の像担持体駆動ベルトと、この像担持体駆動ベルトを回転駆動する像担持体駆動ベルト駆動部材と、前記像担持体が接触してこの像担持体からトナー像が中間転写される中間転写ベルトとを少なくとも備えた画像形成装置において、
   前記中間転写ベルトの周速が前記像担持体の周速より大きい速度差が設定されており、 前記像担持体駆動ベルトに張力を付与するテンショナが前記像担持体駆動ベルト駆動部材よりベルト緩み側に配設されているとともに、前記ベルト張り側で前記像担持体駆動ベルト駆動部材に最も近接した像担持体は、最も視認しにくい色の像担持体であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の像担持体は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの像担持体であり、前記最も視認しにくい色の像担持体は、イエローの像担持体であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

Images