JP3599379B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フルカラー複写機や、ビジネスカラー複写機など、複数の感光体を用いて複写紙上に画像を形成する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オフィスのカラー指向に応じて、フルカラー複写機が登場してきた。このフルカラー複写機の方式の１つに感光体ドラム４連タンデム方式がある。この方式は、４本の感光体ドラムを平行に並べ、それぞれの感光体ドラム上に、イエロー・マゼンダ・シアン・ブラックのトナーを用いてトナー像を形成し、１枚の転写材に順次このトナー像を転写し、色重ねして、フルカラー画像を得る方式である。
【０００３】
さて、この４連タンデム方式では、搬送ベルトに載せられた転写材が次々と、４つの感光体ドラムに接触してトナー像が転写される。また、フルカラー画像の形成以外の時、例えば、黒色の画像のみを形成する場合は、イエロー・マゼンダ・シアンの３本のドラムにはトナー像を形成せず、ブラックのトナーによるトナー像の形成だけを行なう。従って、ブラックのトナーによるトナー像のみが転写材に転写され、黒色のみの画像が得られる。
【０００４】
ところで、この種の画像形成装置においては転写材搬送ベルトの蛇行・片寄りが原因で、得られた画像に色ズレが発生するという問題があった。
そこで、従来においては、転写材搬送ベルトの両側面部にそれぞれ帯状の寄り止めガイド部材を固定的に設け、これらガイド部材により搬送ベルトの蛇行・片寄りを防止するようにしている。
【０００５】
上記寄り止めガイド部材間の寸法は上記転写材を張設する駆動ロ−ラと従動ローラのローラ部長さと等しくされ、ベルト駆動時に転写材搬送ベルトに固定された寄り止めガイド部材は、従動ローラのローラ部端面に摺動し、これによって、搬送ベルトの片寄り・蛇行が規制される。
【０００６】
しかし、転写材搬送ベルトの寄り止めガイド部材を、その両側ガイド部材内側の寸法が従動ローラのローラ部長さと等しくなるように固定するというのは難しく、寸分の違いもなく固定するのは実際には不可能である。そして、このローラとガイド部材の僅かな隙間によってもベルトの蛇行が生じるという問題（つまり、幅が一致していないと、広いところではベルトが蛇行可能状態になり、また、狭いところではガイド部材がローラを乗り越えてしまうことになる）があった。これは、ベルトが片寄り進行しながら蛇行運動するために、ベルトの両側にガイド部材が必要となるからである。
これより、従来の方法では、搬送ベルトの蛇行・片寄りによる色ズレを効果的に抑制するのが難しいものとなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、転写材は転写材搬送ベルトによって４本の感光体ドラムに運ばれるが、この転写材搬送ベルトに蛇行が生じると、転写材もこれに準じて蛇行状態になり、色ズレが生じる。
【０００８】
またこれと同時に、転写材搬送ベルトの片寄りが発生する。片寄りは転写材搬送ベルトによって進行方向のどちらに進むかを前もって予想するのが難しく、これが蛇行・片寄り制御を一層困難なものにしている。
【０００９】
本発明は、発明者が新しく見い出した知見に基づいてなされたものであり、この転写材搬送ベルトの片寄り方向の制御を容易に行ない、同時に転写材搬送ベルトの蛇行を容易に、カラー画像としての品質に影響を及ぼさない範囲に極めて少量に抑制し、転写材主走査方向の画像の色ズレを解決した画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、像を担持する複数個の像担持体と、これら像担持体に像を形成する複数個の像形成手段と、前記複数個の像担持体に転写材を順次搬送する搬送ベルト、この搬送ベルトを掛け渡す駆動ローラおよびテーパ状の従動ローラからなる搬送手段と、前記各像把持体上に形成された像を前記搬送手段により搬送される転写材にそれぞれ転写する複数の転写手段と、前記従動ローラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送ベルトに張力を付与し、前記小径部側の付勢力を大径部側の付勢力よりも小とする第１および第２の張力付与手段とを具備し、前記従動ローラは式Ｔ＝（Ｄ−ｄ）Ｌ（但し、Ｔは従動ローラのテーパ量、Ｄは大径側の直径、ｄは小径側の直径、Ｌはローラ部の長さ。）に示すテーパが２．３１×１０^−３以上で、前記搬送ベルトとの静摩擦係数が０．２６以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、像を担持する複数個の像担持体と、これら像担持体に像を形成する複数個の像形成手段と、前記複数個の像担持体に転写材を順次搬送する搬送ベルト、この搬送ベルトを掛け渡す駆動ロ−ラおよびテ−パ状の従動ロ−ラからなる搬送手段と、前記各像担持体上に形成された像を前記搬送手段により搬送される転写材にそれぞれ転写する複数の転写手段と、前記従動ロ−ラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送ベルトに張力を付与し、前記小径部側の付勢力を大径部側の付勢力よりも小とする第１および第２の張力付与手段とを具備し、前記第１および第２の張力付与手段の付勢力の差は式｛（Ｐａ−Ｐｂ）／Ｐｂ｝×１００≧１０（但し、Ｐａは第１の張力付与手段による印可荷重の大きさ、Ｐｂは第２の張力付与手段による印可荷重の大きさで、Ｐａ。＞Ｐｂ）により得られる値である。
【００１５】
【作用】
搬送ベルトを掛け渡す従動ロ−ラをテ−パ状に構成し、前記従動ロ−ラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送ベルトに張力を付与する第１および第２の張力付与手段の前記小径部側に対する付勢力を大径部側の付勢力よりも小とすることにより、搬送ベルトを安定して従動ロ−ラの小径部側に寄るよるように、寄り方向を制御する。
【００１６】
また、従動ロ−ラの小径部側に位置する搬送ベルトの一端面側をガイド部材に摺接させてガイドすることにより、安価で容易に搬送ベルトの片寄りと蛇行を同時に高い信頼性で抑制する。
また、従動ロ−ラの大径部側に位置する搬送ベルトの端面側にガイド部材を一体的に設けることにより、構造的に簡略化しコストを低減する。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を図に示す一実施例を参照して説明する。
発明者はまず、ベルトの片寄りを制御するための実験を行なった。この実験装置の概要を図２に示す。
【００１８】
図中１２は搬送手段を構成する転写材搬送ベルト、１６はベルト駆動ローラ、１７は傾斜を持つテーパ従動ローラ、３１はベルト駆動ローラ１６の回転中心軸に平行な方向に移動が可能な状態にしてある片寄り規制板、１９は寄り力測定センサである。
【００１９】
無端状の転写材搬送ベルト１２は駆動ローラ１６とテーパ従動ローラ１７によって引き回され、テーパ従動ローラ１７は、聴力付与手段としての従動ローラ圧縮スプリング１８によってその軸受け２１が外側に押されることで、搬送ベルト１２に張力を発生させている。
【００２０】
さて、従動ローラ１７をテーパローラとし、その小径側に片寄り規制板３１を配置する事によって、搬送ベルト１２は次第にテーパローラ１７の小径側に滑って片寄りが進行する。この片寄り力は規制板３１に作用し、片寄り力測定センサ１９によってこの大きさが測定できる仕組みになっている。また、テーパローラ１７のローラ長はベルト１２の幅以上に設計されており、テーパの効果がベルト１２の全幅に作用する構造となっている。
【００２１】
さて、テーパ従動ローラ１７はテーパの大きさがいくつであってもベルト１２の滑りが発生するとは限らない。また、この滑りとはテーパ従動ローラ１７とベルト１２の摩擦係数にも影響される。同時に摩擦によることはテーパ従動ローラ１７とベルト１２の圧接状態、つまり、ベルト印可荷重にも影響される。
【００２２】
そこで、これらの影響を明確にする為に、
（１）ベルト１２とテーパローラ１７の静摩擦係数、
（２）テーパローラ１７のテーパの大きさ、
（３）ベルト１２の印可荷重、
の３つのパラメータの基により力を測定した。
【００２３】
ここで、言葉の定義を明確にしておく。
テーパの大きさは大径側のテーパローラ１７の直径Ｄと小径側の直径ｄの差をローラ部長さで除算した値で示している。即ち、テーパＴ＝（Ｄ−ｄ）／Ｌである。
【００２４】
また、静摩擦係数の変化はテーパローラ１７の表面状態を変えることで実現した。更に、ベルト１２の印可荷重Ｗとは、先に説明したベルト１２に張力を作用させるために配設してあるベルト１２両側の従動ローラ圧縮スプリング１８から作用する力の大きさを合計した値である（ベルト張力はＷ／２となる）。
【００２５】
尚、このベルト印可荷重の調整は数種類の圧縮スプリング１８の変換によって行っていた。
さて、各パラメータの大きさは、それぞれ
（１）摩擦係数：０．２４，０．２５，０．２６，０．２７，０．２８の５種類、
（２）テーパの大きさ：０．７７，１．５４，２．３１，３．０８，３．８５（×１０−３）の５種類、
（３）ベルト印可荷重：２．５，２．７５，３．０，３．２５，３．５Ｋｇ の５種類とした。
【００２６】
この実験結果をまとめたグラフを図３〜図７に示す。
ベルト印可荷重を各グラフの印可荷重とし、Ｘ軸に静摩擦係数、Ｙ軸にテーパの大きさ、Ｚ軸により力の大きさを示している。
【００２７】
このグラフからわかかる事は以下の通りである。
（１）ベルト印可荷重に着目した場合、ベルト印可荷重３ｋｇ以上でベルト１２がテーパローラ１７の小径側に寄る。
【００２８】
（２）静摩擦係数に着目した場合、静摩擦係数０．２６以下でベルト１２がテーパローラ１７の小径側に寄る。
（３）テーパローラ１７の大きさに着目した場合、テーパの大きさ２．３１×１０−３以上でベルト１２がテーパローラ１７の小径側に寄る。
【００２９】
（４）ベルト印可荷重に着目した場合、ベルト印可荷重が３ｋｇ以上であれば、得られる寄り力に、ベルト印可荷重の大きさの変化に伴う変化はなく、ほぼ一定の寄り力が得られる。
【００３０】
（５）静摩擦係数に着目した場合、静摩擦係数０．２６以下であれば、得られる寄り力に、静摩擦係数の大きさの変化に伴う変化はなく、ほぼ一定の寄り力が得られる。
【００３１】
（６）テーパローラ１７の大きさに着目した場合、テーパの大きさ２．３１×１０^−３以上であれば、テーパの大きさの変化に準じた寄り力の大きさの変化が得られる。
【００３２】
さて、（４）の現象については、次の説明が出来る。つまり、ベルトの印可荷重が３ｋｇ未満の場合は、各ローラとベルト１２が密着せずベルト１２の安定した走行が行なえないので、テーパローラに寄る寄り方向制御が出来ない。一方、ベルト印可荷重が３ｋｇとなると各ローラとベルト１２が密着し、テーパローラ１７の効果はテーパの大きさと、静摩擦係数の大きさに依存するようになる。このベルト印可荷重が３ｋｇを越えた場合は、すでに各ローラとベルト１２の間に安定した密着（滑り）状態が生じているのでベルト印可荷重の大きさによって寄り力の大きさが変化することはない。
【００３３】
次に、（５）の現象については、次の説明が出来る。つまり、静摩擦係数が０．２６を越える場合はベルト１２とテーパローラ１７の間に安定した滑り状態が発生せず、静摩擦係数が０．２６になると、ベルト１２とテーパローラ１７の間に安定した滑り状態が生じる。この静摩擦係数が０．２６以下の場合は、すでに安定した滑り状態が発生しているので静摩擦係数の大きさに寄って力の大きさが変化することはない。
【００３４】
また、（６）の現象については次の説明ができる。テーパの大きさ２．３１×１０^−３まではベルト独自の寄り力の方が大きくテーパの傾斜でコントロールすることが出来ないが、テーパの大きさが２．３１×１０^−３になるとベルト１２の寄り力により、テーパを滑る力が強くなって、ベルト独自の寄り方向ではなく、テーパの方向に左右されるようになる。テーパの大きさが２．３１×１０^−３を越えると、その大きさに従ってベルト１２の滑る量は顕著となり、テーパの大きさに見合った寄り力が得られる。
【００３５】
以上詳しく説明したように、この結果をまとめると、テーパの大きさを２．３１×１０^−３以上とし、静摩擦係数０．２６以下のベルト１２とテーパローラを用い、好ましくは、ベルト印可荷重３ｋｇ以上とすることで、ベルト１２がテーパローラ１７の小径側に寄る様にベルト１２の寄り方向を制御することが出来る。
【００３６】
次にこの方式で寄り方向制御の安定性を高めるために、タグチメソッドを用いた実験を行なった。
このタグチメソッドとは品質管理工学の一実験方法であり、例えばある装置ＡがＢという運動をする場合、考えられる使用環境でＢという運動を安定して行なうための装置Ａを構成するパラメータを最適条件に選定する実験方法である。
【００３７】
つまり、機能を悪化させるノイズを評価の中で積極的に取り込み、ノイズに対し強い機能性を経済的につくり込む特徴を持っている。
実験でのパラメータは以下の通りである。制御因子は（１）テーパの大きさ、（２）ベルト印可荷重、（３）ベルト厚み、（４）印可荷重バランスの４種類とし、それぞれの値を、
（１）テーパの大きさ＝０，２．３１，３．８５×１０−３
（２）ベルト印可荷重＝３．０，３．５，４．０ｋｇ
（３）ベルトの厚み＝７５μｍ，１００μｍ
（４）印可荷重バランス＝リア１０％増し、リア２０％増し、リア３０％増しとした。
【００３８】
また、ノイズとなる誤差因子は（１）温湿度、（２）ローラの表面状態、（３）印可荷重ばらつき、（４）感光体ドラム軸平行度、（５）転写ローラ軸平行度、（６）ベルト周長差の６種類とし、それぞれの値を、
（１）温湿度＝高温多湿（３０℃−８５％）、低温低湿（１０℃−２０％）
（２）ローラの表面状態＝トナー汚れなし、トナー汚れあり
（３）印可荷重ばらつき＝フロント側３０％大、リア側３０％大
（４）感光体ドラム軸平行度＝フロント側０．２ｍｍ上流、リア側０．２ｍｍ上流
（５）転写ローラ軸平行度＝フロント側０．２ｍｍ上流、リア側０．２ｍｍ上流
（６）ベルト周長差＝長側フロント、長側リア
とした。
【００３９】
さて、これを制御因子は直交Ｌ１８に、誤差因子は直交Ｌ８に割り付け、直積による実験表を作成しこれに従って実験を行なった。この直積による実験の直交表を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
この直交表に従って、１４４通りの実験を実施した。
尚、実験の出力値は、転写材搬送ベルト１２が規制板３１を押す力、つまり寄り力を用いた。実験装置の概略を図８に示す。転写材搬送ベルト１２が規制板３１の方向に寄って来て規制板３１を押すとこの規制板３１が固定配設されている寄り力計測センサ１９を押し、これによって転写材搬送ベルト１２が規制板３１を押す力を測定できる。規制板３１は駆動ローラの回転軸に垂直な方向に移動可能な構造となっている。
さて、測定結果を簡略化して表２に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
先に説明した通り、実際の実験では出力値として寄り力（単位：ｇ）を用いたが、その数値を示しても説明がかなり専門的な物となる為、得られた寄り力の数値結果ではなく、寄り方向制御出来たか否かを示している。即ち、直交表に示されたパラメータの条件下で転写材搬送ベルトを搬送したとき、寄り方向制御が出来れば、結果として寄り力が測定される。この場合、表２には
また逆に、直交表に示されたパラメータの条件下で転写材搬送ベルトを搬送したとき、寄り方向制御が出来なければ、結果として寄り力が測定されない。この場合、表２には×印で結果を示した。
次に、この実験で得られた寄り力測定値を基に計算した印可荷重バランスの分散分析表を表３に示す。
【００４４】
【表３】

【００４５】
この表で、寄与率は１７．９８％となっており、影響度が高いことがわかる。
次に、この実験で得られた寄り力測定値を基に計算した印可荷重バランスの要因効果図を示す。このグラフでは横軸は印可荷重バランスのパラメータの大きさを、縦軸はＳ／Ｎ比の計算結果を示している。つまり、高いＳ／Ｎ比を示す程安定性が高いことを示している。
【００４６】
次に現行条件と最適条件での利得計算を行なった。尚、印可荷重のバランスは、リア側１０％増しにした場合を選択して計算した。これは、図９からもわかるように今回の実験での最も低い値であり、他の２０％増し、３０％増しにすれば更に良い条件が得られる事がすでに分かっているからである。
【００４７】
最適条件での利得推定値：１１．３７１ｄｂ
現行条件での利得推定値：６．１９２ｄｂ
これより、利得の差は

つまり、最適条件（印可荷重バランスリア側１０％増しの状態）にすれば、現行条件（印可荷重バランスなし）より、３．３倍の信頼性向上が得られる事が分かる。
【００４８】
さて、次に、最適条件と現行条件で確認実験を行なった。これは、推定された信頼性の向上が本当に得られるかを確認する実験である。この確認実験の実験パラメータの組み合わせを示す直交表を表４に示す。
【００４９】
【表４】

【００５０】
また、測定結果を先ほどの表２と同様に簡略化して表５に示す。
【００５１】
【表５】

【００５２】
先に説明した通り、実際の実験では出力値として寄り力（単位：ｇ）を用いたが、その数値を示しても説明がかなり専門的な物となる為、得られた寄り力の数値結果ではなく、寄り方向制御出来たか否かを示している。即ち、直交表に示されたパラメータの条件下で転写材搬送ベルトを搬送したとき、寄り方向制御が出来れば、結果として寄り力が測定される。この場合、表５には
次にこの確認実験で得られた現行条件と最適条件での利得計算を行なった。尚、印可荷重のバランスは、リア側１０％増しにした場合を選択して計算した。これは、図９からもわかるように今回の実験での最も低い値であり、他の２０％増し、３０％増しにすれば更に良い条件が得られる事が既に分かっているからである。
【００５３】
最適条件での利得：１８．９３ｄｂ
現行条件での利得：１２．０４ｄｂ
これより、利得の差は

つまり、最適条件（印可荷重バランスリア側１０％増しの状態）にすれば、現行条件（印可荷重バランスなし）より、４．９倍と予想した信頼性の向上率３．３倍により大きい信頼性の向上が得られる事を確認した。
【００５４】
以上詳しく説明したように、この結果をまとめると、テーパの大きさを２．３１×１０^−３以上とし、静摩擦係数０．２６以下の転写材搬送ベルト１２とテーパローラ１７を用い、大径側の印可荷重を小径側の印可荷重の１０％以上大きくして、好ましくは、転写材搬送ベルト印可荷重３ｋｇ以上とすることで、転写材搬送ベルト１２が安定してテーパローラ１７の小径側に寄る様に転写材搬送ベルト１２の寄り方向を制御することができる。
【００５５】
次に、この知見に基づく発明の一実施例について図面を参照して説明する。
まず、この発明を適用する例として、４連タンデム方式フルカラー画像形成装置の概略を説明する。
【００５６】
図１は、４連タンデム方式フルカラー画像形成装置の概略図である。この画像形成装置は、４組の記録部（個体走査ヘッド部・等倍結像光学系）と、転写材に画像形成が可能な電子写真方式を組み合わせた４組の画像形成部（感光体ドラム・帯電装置・現像装置・転写装置・クリーニング装置・除電装置）からなる。
【００５７】
まず、送られてくる、イエローの画像データに従って、個体走査ヘッド１Ｙが、イエロー感光体ドラム２Ｙに対して露光光を出力する。この個体走査ヘッド１Ｙは、主走査方向ライン上に、微少な発光部が等間隔に配設された構造を持ち、印字すべきパターンに準じ、印字制御部から送られてくるＯＮ−ＯＦＦ信号に応じて、主走査方向ラインの個別発光部を点灯し、この発光部の光を１対１に結像する、等倍結像光学系によって、感光体ドラム２Ｙ上に光を結像して露光を行なう。具体的には、個体走査ヘッド１Ｙは、解像度４０００ＰＩのＬＥＤヘッドアレイを、等倍結像光学系には、セルフォックレンズアレイを用いている。
【００５８】
イエロー感光体ドラム２Ｙの周囲には、感光体ドラム面を帯電する帯電装置３Ｙ、イエロー現像装置４Ｙ、イエロー転写装置５Ｙ、イエロークリーニング装置６Ｙ、イエロー除電装置７Ｙが配設されている。
【００５９】
イエロー感光体ドラム２Ｙは、駆動モータ（図示しない）により、Ｖ０ の外周速度で回転駆動される。このイエロー感光体ドラム２Ｙは、感光体ドラム面に接して設けられ、導電性を有する帯電ローラからなる帯電装置３Ｙによって表面が帯電される。なお、この帯電ローラは、ドラム面に接触する事によって回転している。
【００６０】
感光体ドラム２Ｙ表面は、有機系光導電体により形成されている。この光導電体は、通常は高抵抗であるが、光が照射されると、光照射部の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電したイエロー感光体ドラム２Ｙの表面に、イエロー印字パターンに応じて光を、個体走査ヘッド１Ｙより等倍結像光学系を通して照射する事によって、イエロー印字パターンの潜像がイエロー感光体ドラム２Ｙの表面に形成される。
【００６１】
静電潜像とは、帯電によって、感光体ドラム表面に形成される像であり、個体走査ヘッド１Ｙからの、光照射によって、光導電体の被照射面の比抵抗が低下し、感光体ドラム面の帯電した電荷が流れ、一方、個体走査ヘッド１Ｙからの光照射されなかった部分の電荷が残留する事によって形成される（ネガ潜像）。
【００６２】
このようにして帯電されたイエロー感光体ドラム２Ｙの露光位置に、個体走査ヘッド１Ｙの光がライン結像され、潜像が形成されたイエロー感光体ドラム２Ｙは、現像位置までＶ０ の速度で回転する。そしてこの位置で、イエロー感光体ドラム２Ｙ上の潜像は、イエロー現像装置４Ｙによって可視像であるトナー像となる。
【００６３】
イエロー現像装置４Ｙ中には、イエロー染料を含み樹脂にて形成されるイエロートナーが準備されている。イエロートナーはイエロー現像装置４Ｙ内部で撹拌される事で摩擦帯電し、イエロー感光体ドラム２Ｙ上に帯電した帯電荷と同極性の電荷を持つ。イエロー感光体ドラム２Ｙドラム表面がイエロー現像装置４Ｙを通過していく事により、帯電が除去された潜像部にのみ、イエロートナーが静電的に付着して、潜像がイエロートナーにより現像される（反転現象）。
【００６４】
イエロートナー像が形成されたイエロー感光体ドラム２Ｙは、引き続き外周Ｖ０ で回転し、転写位置の地点で、給紙系により、タイミングを取って供給された搬送ベルト１２上の転写材８上に、イエロー転写装置５Ｙによって転写される。
【００６５】
給紙系は、ピックアップローラ９、フィードローラ１０、レジストローラ１１とから構成される。ピックアップローラ９にて、給紙カセット２３から持ち上げられた転写材８は、フィードローラ１０によって１枚だけレジストローラ１１に搬送される。レジストローラ１１は、転写材８の姿勢を整位した後、転写材搬送ベルト１２上に送る。レジストローラ１１の外周速度、転写材搬送ベルト１２の周速は、感光体ドラム周速Ｖ０ と等速になるように設定されている。転写材８は、その一部をレジストローラ１１に保持された状態で、イエロー感光体ドラム２Ｙと等速のＶ０ で転写材搬送ベルト１２と共にイエロー感光体ドラム２Ｙの転写位置に送られる。
【００６６】
転写材８と接したイエロートナ像は、イエロー転写装置５Ｙにより、イエロー感光体ドラム２Ｙから離脱して転写材８上に転写され、イエロー印字信号に基づく印字パターンのイエロートナー像が、転写材８上に形成される。
【００６７】
イエロー転写装置５Ｙは、半導電性を有する転写ローラによって構成されている。この転写ローラは、転写材搬送ベルト１２の裏側から、イエロー感光体ドラム２Ｙに静電的に付着している。イエロートナーの電位と逆極性を有する電界を供給する。この電界は、転写材搬送ベルト１２、転写材８を通してイエロートナーに作用し、イエロー転写装置５Ｙ上から転写材８上へ転写する。
【００６８】
イエロートナーを転写した転写材８は、次にマゼンダ記録部・画像形成部に、更に、シアン記録部・画像形成部に、更に、ブラック記録部・画像形成部に供給される。
【００６９】
各記録部と画像形成部は、上記詳細説明をした、イエローをマゼンダ、シアン、ブラックに置き換えた、同じ構成部材及び、作用より成り立っているので、説明を簡略化するため、これらの記録部・画像形成部については、説明を省略する。 さて、イエロー転写部、マゼンダ転写部、シアン転写部、ブラック転写部を通過して、色重ね画像を形成した転写材８は、定着装置１３へと送り込まれる。
【００７０】
定着装置１３はヒーターを組み込んだヒートローラから構成されており、転写材８上に電荷力によって、載っているだけのトナー像を加熱する事により、色重ねしたトナーを溶融し、転写材８への永久定着を行なう。定着の完了した転写材８は、送り出しローラ１４により、排紙トレイ１５上に搬出される。
【００７１】
一方、転写位置を通過した、各色の感光体ドラム（２Ｙ／２Ｍ／２Ｃ／２Ｂｋ） は、そのまま外周速度Ｖ０ にて回転駆動され、クリーニング装置（６Ｙ／６Ｍ／６Ｃ／６Ｂｋ） によって、残留トナーや紙粉をクリーニングし、除電装置（７Ｙ／７Ｍ／７Ｃ／７Ｂｋ） の除電ランプで感光体ドラム（２Ｙ／２Ｍ／２Ｃ／２Ｂｋ） 面の電位を一定に均し、必要に応じて、再び、帯電装置（３Ｙ／３Ｍ／３Ｃ／３Ｂｋ） からの一連のプロセスにはいる。
【００７２】
また、転写材８を搬送した転写材搬送ベルト１２は、エンドレス構造を有し、定着装置１３側の駆動ローラ１６と、転写材供給口側の、従動ローラ１７によって保持されている。駆動ローラ１６は図示しない駆動モータからその駆動力を伝達され、先に述べたように、感光体ドラム外周速度Ｖ０ とベルト外周速度が等速になるように駆動されている。一方、従動ローラ１７は、ローラ両側の軸部に転写材搬送方向と平行な方向に移動可能な機構を持ち、転写材搬送方向と反対方向に圧縮スプリング１８によって、転写材搬送ベルト１２に引張荷重を加えるべく、押圧されている。従動ローラ１７が転写材搬送方向と平行な方向に移動可能とする機構は、フレームに設けられた長穴（図示しない）と、これを摺動し、かつ従動ローラ１７を回転可能とする従動ローラ保持部材２１から構成される。この転写材搬送ベルト１２は、転写材８を定着装置１３に送り出した後、ベルト表面に付着した残留トナーや粉紙をベルトクリーニング装置２２によってクリーニングし、必要に応じて、次の転写材８を搬送する。
【００７３】
また、単色印字の場合は、上記説明した、任意の単色の記録部・画像形成部による作像を行なう。このとき、選択された色以外の記録部・画像形成部は動作を行なわない。
【００７４】
次に、本発明に係る蛇行・寄り方向制御と蛇行規制板を用いた蛇行抑制方式について説明する。
先に説明した様に、上記条件のテーパローラと印可荷重バランスを用いて転写材搬送ベルトの寄り方向を安定して制御できる。このテーパローラ方式で、転写材搬送ベルトの寄り方向はテーパローラの小径側となる。この性質を用いて、蛇行量を抑制する方法として図１０に示すように片寄り規制板を用いる方式がある。図中１２は転写材搬送ベルト、１６は転写材搬送ベルトへ駆動ローラ、１７はテーパ従動ローラ、３１は蛇行規制板である片寄り規制板である。無端状の転写材搬送ベルト１２は駆動ローラ１６と従動ローラ１７によって引き回され、先に説明したようにテーパ従動ローラ１７は、従動ローラ圧縮スプリング１８ａ，１８ｂによってその軸受け２１ａ、２１ｂが外側に押され、このことにより転写材搬送ベルト１２に張力を発生させている。先に説明した様に、テーパ従動ローラ１７のフロント側軸受け２１ａを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ａと、テーパ従動ローラのリア側軸受け２１ｂを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ｂには１０％以上のベルト押圧力の差を持たせてある。この実施例の場合、図中奥側にテーパ従動ローラ１７の大径側、図中手前側にテーパ従動ローラ１７の小径側が配設されているので、テーパ従動ローラ１７のリア側軸受け２１ｂを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ｂは、テーパ従動ローラ１７のフロント側軸受け２１ａを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ａ寄りも１０％押圧力が高い状態のものを使用している。また、このテーパ従動ローラ１７ａは、テーパの大きさを２．３１×１０^−３以上としたローラであり、先にも述べた通り、図中手前側がテーパローラ小径側、図中奥側がテーパローラ大径側となっている。また、このテーパ従動ローラ１７と転写材搬送ベルト１２との静摩擦係数は０．２６以下になる様にテーパ従動ローラ１７のローラ表面状態を加工してある。更に、従動ローラ圧縮スプリング１８ａ，１８ｂは、図中手前側と奥側の合計した印可荷重が３ｋｇ以上になるように調整してある。一方、片寄り規制板３１はベルト駆動ローラ１６の図中手前側（テーパ従動ローラ１７の小径側、転写材搬送ベルト印可荷重の少ない側）に固定状態で配設してある。
【００７５】
この様に構成された転写材搬送ベルト１２は、動作時の状態は次のようになる。ベルト駆動ローラ１６の回転により転写材搬送ベルト１２が搬送されると、テーパ従動ローラ１７と印可荷重バランスを加味された従動ローラ圧縮スプリング１８ｂによって転写材搬送ベルト１２は次第にテーパ従動ローラ１７ａの小径側、つまり、手前側に片寄りが進行する。転写材搬送ベルト１２の片寄りが進行していくと、ベルト駆動ローラ１６の図中手前側に固定状態で配設してある片寄り規制板３１に接触、常に摺動して搬送されるようになる。片寄り規制板３１は静止状態に固定してあるので一定量転写材搬送ベルト１２の片寄りが進行すると、片寄り規制板３１を押す力とこれによって発生する反作用とが釣り合って片寄りは停止する。一方、転写材搬送ベルト１２の蛇行力は転写材搬送ベルト１２の片寄り力より一般に小さいので寄り力が釣り合っている状態では蛇行力はその寄り力の作用と反作用の力の中に内包され転写材搬送ベルト１２の蛇行は生じない。この構成に基づいた転写材搬送ベルト１２の蛇行・片寄り量を測定した結果を図１１に示す。
【００７６】
つまり、片寄り規制板３１をテーパ従動ローラ１７の小径側に配置し、このテーパ従動ローラ１７の大径側の従動ローラ圧縮スプリング１８ｂの印可荷重バランスを大きく配分することで、転写材搬送ベルト１２の片寄り方向が制御でき、これによって転写材搬送ベルト１２の片寄りの進行と転写材搬送ベルト１２の蛇行走行を抑制することができる。
【００７７】
次に、第２の実施例である、この寄り方向制御と、転写材搬送ベルト１２に配設した蛇行規制部材である寄り止めガイド２４とを用いた蛇行抑制方法について説明する。先に詳しく説明した様に、上記条件のテーパローラと転写材搬送ベルト印可荷重バランスを用いて、転写材搬送ベルト１２の寄り方向を制御することが出来る。このテーパローラと転写材搬送ベルト印可荷重バランスを用いる方式で、転写材搬送ベルト１２の寄り方向はテーパローラの小径側となる。この性質を用いて、蛇行量を抑制する方法として図１２に示すように寄り止めガイドを用いる方式がある。図中１２は転写材搬送ベルト、１６は転写材搬送ベルト駆動ローラ、１７はテーパ従動ローラ、２４は転写材搬送ベルトと一体にテーパ従動ローラ１７ａの大径側に設けられた寄り止めガイドである。
【００７８】
無端状の転写材搬送ベルト１２はベルト駆動ローラ１６と従動ローラ１７によって引き回され、先に説明した様にテーパ従動ローラ１７は、従動ローラ圧縮スプリング１８ａ、１８ｂによってその軸受け２１ａ、２１ｂが外側に押され、このことにより転写材搬送ベルト１２に張力を発生させている。先に説明した様に、テーパ従動ローラのフロント側軸受け２１ａを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ａと、テーパ従動ローラ１７のリア側軸受け２１ｂを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ｂには１０％以上のベルト押圧力の差を持たせてある。この実施例の場合、図中奥側にテーパ従動ローラ１７の大径側、図中手前側にテーパ従動ローラ１７の小径側が配設されているので、テーパ従動ローラ１７のリア側軸受け２１ｂを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ｂは、テーパ従動ローラ１７のフロント側軸受け２１ａを押す従動ローラ圧縮スプリング１８ａよりも１０％押圧力が高い状態のものを使用している。また、このテーパ従動ローラ１７は、図１０と同じようにテーパの大きさを２．３１×１０^−３以上としたローラであり、先にも述べた通り、図中手前側がテーパローラ小径側、図中奥側がテーパローラ大径側となっている。また、このテーパ従動ローラ１７と転写材搬送ベルト１２との静摩擦係数は０．２６以下になる様にテーパローラのローラ表面状態を加工してある。更に、従動ローラ圧縮スプリング１８ａ，１８ｂは、図中手前側と奥側の合計した印可荷重が３ｋｇ以上になるように調整してある。一方、寄り止めガイド２４は転写材搬送ベルト１２と一体にテーパ従動ローラ１７の大径側に配設してある。
【００７９】
この様に構成された転写材搬送ベルト１２は、動作時の状態は次のようになる。ベルト駆動ローラ１６の回転により転写材搬送ベルト１２が搬送されると、テーパ従動ローラ１７と、印可荷重バランスを加味された従動ローラ圧縮スプリング１８ｂによって転写材搬送ベルト１２は次第にテーパ従動ローラ１７の小径側、つまり、手前側に片寄りが進行する。転写材搬送ベルト１２の片寄りが進行していくと、図中奥側に転写材搬送ベルト１２と一体的に設けられた寄り止めガイド２４がテーパ従動ローラ１７の大径側の端面に接触、常に摺動して搬送されるようになる。寄り止めガイド２４は転写材搬送ベルト１２と一体に配設してあるので、一定量転写材搬送ベルト１２の片寄りが進行すると、寄り止めガイド２４とテーパ従動ローラ１７の大径側端面の力とが釣り合い状態になって片寄りは停止する。
【００８０】
一方、転写材搬送ベルト１２の蛇行力は転写材搬送ベルト１２の片寄り力より一般に小さいので寄り力が釣り合っている状態では蛇行力はその寄り力の作用と反作用の力の中に内包され転写材搬送ベルト１２の蛇行は生じない。この構成に基づいた転写材搬送ベルト１２のだ蛇行量・片寄り量を測定した結果を図１３に示す。
【００８１】
つまり、寄り止めガイド２４を転写材搬送ベルト１２と一体に構成し、テーパ従動ローラ１７の大径側に配設し、このテーパ従動ローラ１７の大径側の従動ローラ圧縮スプリング１８ｂの印可荷重バランスを大きく分配することで、転写材搬送ベルト１２の片寄り方向が制御でき、これによって転写材搬送ベルト１２の片寄りの進行と転写材搬送ベルト１２の蛇行走行を抑制することができる。
【００８２】
尚、このテーパ従動ローラ１７を使用する場合、転写材搬送ベルト１２の転写側が感光体ドラムに接触するようにテーパ従動ローラ１７をベルト駆動ローラ１６に対して大径側直径と小径側直径の１／２の距離だけ傾けて配設する。これは、ベルト駆動ローラ１６とテーパ従動ローラ１７の回転中心軸を平行に設定すると、テーパ従動ローラ１７の小径側が感光体ドラムと接触しなくなり、転写不良を発生させる為である。この状態を図１４に示す。
【００８３】
以上詳しく説明した様に、テーパの大きさを２．３１×１０^−３以上とし、静摩擦係数０．２６以下の転写材搬送ベルト１２とテーパ従動ローラ１７を用い、大径側の印可荷重を小径側の印可荷重の１０％以上大きくして、好ましくは、転写材搬送ベルト印可荷重３ｋｇ以上とすることで、転写材搬送ベルト１２が安定してテーパ従動ローラ１７の小径側に寄る様に転写材搬送ベルト１２の寄り方向を制御することができる。また、これらと同時にテーパ従動ローラ１７の小径側に片寄り規制板３１を配設することで、安価で容易に転写材搬送ベルト１２の片寄りと蛇行を同時に高い信頼性で抑制することが出来る。また、寄り止めガイド２４をテーパ従動ローラ１７の大径側で転写材搬送ベルト１２と一体的に構成することで安価で容易に同様の効果が得られる。
【００８４】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、搬送ベルトを掛け渡す従動ロ−ラをテ−パ状に構成し、前記従動ロ−ラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送ベルトに張力を付与する第１および第２の張力付与手段の小径部側に対する付勢力を大径部側の付勢力よりも小とするから、搬送ベルトを安定して従動ロ−ラの小径部側に寄るように寄り方向を制御することができる。
【００８５】
また、従動ローラは式Ｔ＝（Ｄ−ｄ）／Ｌ（但し、Ｔは従動ローラのテーパ量、Ｄは大径側の直径、ｄは小径側の直径、Ｌはローラ部の長さ。）に示すテーパが２．３１×１０^−３以上で、前記搬送ベルトとの静摩擦係数が０．２６以下とするから、より一層確実に搬送ベルトを安定して従動ロ−ラの小径部側に寄るように寄り方向を制御することができる。
【００８６】
また、従動ロ−ラの小径部側に位置する搬送ベルトの一端面側を摺接させてガイドするガイド部材を備えるから、安価で容易に搬送ベルトの片寄りと蛇行を高い信頼性で抑制することが出来る。
また、従動ロ−ラの大径部側に位置する搬送ベルトの端面側にガイド部材を一体的に設けるから、構成的に簡略化でき、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である４連タンデム方式フルカラー画像形成装置を示す概略図。
【図２】図１の画像形成装置に用いられる搬送ベルトの寄り力を測定する寄り力測定装置を示す斜視図。
【図３】図２の寄り力測定装置により、転写材搬送ベルト荷重２．５ｋｇに於けるテーパの大きさと静摩擦係数が転写材搬送ベルト寄り力の大きさに及ぼす影響を調べた実験結果を示す図。
【図４】図２の寄り力測定装置により、転写材搬送ベルト荷重２．７５ｋｇに於けるテーパの大きさと静摩擦係数が転写材搬送ベルト寄り力の大きさに及ぼす影響を調べた実験結果を示す図。
【図５】図２の寄り力測定装置により、転写材搬送ベルト荷重３．０ｋｇに於けるテーパの大きさと静摩擦係数が転写材搬送ベルト寄り力の大きさに及ぼす影響を調べた実験結果を示す図。
【図６】図２の寄り力測定装置により、転写材搬送ベルト荷重３．２５ｋｇに於けるテーパの大きさと静摩擦係数が転写材搬送ベルト寄り力の大きさに及ぼす影響を調べた実験結果を示す図。
【図７】図２の寄り力測定装置により、転写材搬送ベルト荷重３．５ｋｇに於けるテーパの大きさと静摩擦係数が転写材搬送ベルト寄り力の大きさに及ぼす影響を調べた実験結果を示す図。
【図８】本発明の一実施例であるタグチメソッドによる実験で使用した装置を示す斜視図。
【図９】図８の装置による実験結果の要因効果を示す図（Ｓ／Ｎ比）。
【図１０】本発明の一実施例である片寄り規制板方式の転写材搬送ベルト搬送装置を示す斜視図。
【図１１】図１０の片寄り規制板を用いた場合における搬送ベルトの片寄り・蛇行量を示す図。
【図１２】本発明の他の実施例である寄り止めガイド方式の転写材搬送ベルト搬送装置を示す斜視図。
【図１３】図１２の寄り止めガイド方式を用いた場合における搬送ベルトの片寄り・蛇行量を示す図。
【図１４】図１２のベルト搬送装置の駆動ローラと従動ローラの状態を示すもので、図１４（ａ）はその正面図、図１４（ｂ）はその側面図。
【符号の説明】
１…個体走査ヘッド、２…感光体ドラム、３…帯電装置、４…現像装置、５…転写装置、６…クリーニング装置、７…除電装置、８…転写材、１２…転写材搬送ベルト、１６…駆動ローラ、１７…テーパ従動ローラ、１８ａ…従動ローラ圧縮スプリング（第１の付勢手段）、１８ｂ…従動ローラ圧縮スプリング（第２の付勢手段）、２４…寄り止めガイド（ガイド部材）、３１…片寄り規制板（ガイド部材）。

Claims (2)

1. 像を担持する複数個の像担持体と、
   これら像担持体に像を形成する複数個の像形成手段と、
   前記複数個の像担持体に転写材を順次搬送する搬送ベルト、この搬送ベルトを掛け渡す駆動ローラおよびテーパ状の従動ローラからなる搬送手段と、
   前記各像把持体上に形成された像を前記搬送手段により搬送される転写材にそれぞれ転写する複数の転写手段と、
   前記従動ローラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送ベルトに張力を付与し、前記小径部側の付勢力を大径部側の付勢力よりも小とする第１および第２の張力付与手段とを具備し、
   前記従動ローラは
   式Ｔ＝（Ｄ−ｄ）Ｌ（但し、Ｔは従動ローラのテーパ量、Ｄは大径側の直径、ｄは小径側の直径、Ｌはローラ部の長さ。）に示すテーパが２．３１×１０^−３以上で、前記搬送ベルトとの静摩擦係数が０．２６以下であることを特徴とする画像形成装置。
2. 像を担持する複数個の像担持体と、
   これら像担持体に像を形成する複数個の像形成手段と、
   前記複数個の像担持体に転写材を順次搬送する搬送ベルト、この搬送べルトを掛け渡す駆動ローラおよびテーパ状の従動ローラからなる搬送手段と、
   前記各像担持体上に形成された像を前記搬送手段により搬送される転写材にそれぞれ転写する複数の転写手段と、
   前記従動ローラの大径部および小径部側をそれぞれ付勢して前記搬送べルトに張力を付与し、前記小径部側の付勢力を大径部側の付勢力よりも小とする第１および第２の張力付与手段とを具備し、
   前記第１および第２の張力付与手段の付勢力の差は式｛（Ｐａ−Ｐｂ）／Ｐｂ｝×１００≧１０（但し、Ｐａは第１の張力付与手段による印可荷重の大きさ、Ｐｂは第２の張力付与手段による印可荷重の大きさで、Ｐａ＞Ｐｂ）により得られる値であることを特徴とする画像形成装置。

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